控制技術(shù)概要

1、EMI控制技術(shù)概要表10.2 EMI控制中，元件、印刷電路板、互連設(shè)備的使用準(zhǔn)則1. 確保電容器的自卸頻率大于電路中通過的最高頻率。2. 確保電感的自卸頻率大于使用的最高頻率。3. 若不能保證以上兩條，則可以增加射頻或微波設(shè)備以達(dá)到比較高的頻率。4. 帶有電容或者電源保護(hù)器的旁路EMI（電磁干擾）噪音穿過電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)的電刷，或者經(jīng)過每個(gè)電刷與接地框架相連。5.6.7. 選擇噪音免疫水平最高的器件作為邏輯設(shè)備。8. 盡可能滿足第六和第七條的規(guī)定。9. 接地皮帶或者箔帶的長(zhǎng)寬之比不能超過5。10. 防止有源器件受到射頻解調(diào)。11. 多余的電纜應(yīng)繞成蛇紋石型或帶狀，不要繞成螺旋狀或線型。12.

2、用箔帶來保護(hù)電纜。13. 有源器件應(yīng)配有電涌防護(hù)器，可以利用混合氣體管和固態(tài)電源保護(hù)器。14. 大型電容濾波器，如屏蔽外罩，應(yīng)該使用內(nèi)嵌電感和電源保護(hù)器來防護(hù)。印刷板的指導(dǎo)說明1. 電路板的印刷軌跡高度應(yīng)極可能低。位于電路板邊緣的走線離電路板邊緣的距離不小于走線的映像平面高度的3倍。（或者板厚度的3倍）互聯(lián)設(shè)備和系統(tǒng)指導(dǎo)說明1. 在試圖以互連設(shè)備和系統(tǒng)水平控制電磁干擾前，確保電磁干擾控制以比較低的水平輸出。2. 為了減少接地環(huán)路面積，應(yīng)使系統(tǒng)各元件盡可能緊湊。3. 為了減少接地環(huán)路面積應(yīng)把電纜布線在接地板或大量金屬堆積處。4. 盡可能把互聯(lián)電纜放置在金屬管道和電纜托盤中。5. 在把電纜放入專用

3、電纜托盤，管道和橋架之前，應(yīng)把電纜分為電力電纜，模擬電纜和數(shù)字或射頻電纜。6. 若需要電纜屏蔽，可以采用箔帶（防止高頻或低頻干擾）接地或與設(shè)備箱的出口處相連。7. 在外殼的連接器處增加外部EMI濾波器，或者針式過濾器或者平面電容器。8. 設(shè)備內(nèi)部端子帶不能直接引入原始的電纜，應(yīng)首先在設(shè)備箱中除去電纜的共模電流。9. 把多余電纜來回折成蛇紋石型或帶狀，不要折成螺旋狀。10. 若需要少量共模抑制（小于10dB）則可以給設(shè)備I/O連接器處增加鐵氧體磁心。11. 若需要大量共模抑制（大于10dB）則在設(shè)備連接器處增加外部電纜濾波器或連接過濾器。（FPCS和PCAS）12. 任何使連接器后部過大的（操作

4、）技術(shù)都是不理想的，如卷曲風(fēng)扇的構(gòu)造。13. 帶夾導(dǎo)線或?qū)щ姯h(huán)氧封料的金屬罩可以對(duì)連接器做360°圓周屏蔽。盒對(duì)電源網(wǎng)絡(luò)的傳導(dǎo)電源網(wǎng)絡(luò)對(duì)盒的傳導(dǎo)盒與盒的傳導(dǎo)盒與盒的輻射盒的輻射場(chǎng)輻射場(chǎng)中的盒電纜與電纜的串?dāng)_輻射場(chǎng)中的互連電纜（差模）輻射場(chǎng)中的互連電纜（共模）互連電纜的輻射場(chǎng)（差模）互連電纜的輻射場(chǎng)（共模）接地阻抗修正耦 合 路 徑 *1.*2.屏蔽線*3.同軸電纜*4.EMI屏蔽端子*5.減少接受地回路面積*6.屏蔽室*7.*8.均衡電路*9.隔離變壓器*10.光學(xué)隔離器*11.光纖*12.單點(diǎn)接地*13.接地阻抗控制*14.浮點(diǎn)電路*15.接地電感*16.*17.轉(zhuǎn)移共地電流*18

5、.超前電容控制*19.超前電感控制*20.信號(hào)引導(dǎo)濾波器 盒對(duì)電源網(wǎng)絡(luò)的傳導(dǎo)電源網(wǎng)絡(luò)對(duì)盒的傳導(dǎo)盒與盒的傳導(dǎo)盒與盒的輻射盒的輻射場(chǎng)輻射場(chǎng)中的盒電纜與電纜的串?dāng)_輻射場(chǎng)中的互連電纜（差模）輻射場(chǎng)中的互連電纜（共模）互連電纜的輻射場(chǎng)（差模）互連電纜的輻射場(chǎng)（共模）接地阻抗修正耦 合 路 徑 *21. 電力線路濾波器*22.電力隔離變壓器*23.供電解耦*24.瞬態(tài)抑制器*25.電源保護(hù)器*26發(fā)射控制回路面積*27.輻射控制電流*28.輻射控制上升時(shí)間*29.分裂導(dǎo)線*30.負(fù)載阻抗控制的串?dāng)_*31.盒屏蔽*32.E場(chǎng)屏蔽*33.H場(chǎng)屏蔽*34.導(dǎo)電帶*35.導(dǎo)電涂料*36.電氣墊圈*37.導(dǎo)電觀察窗

6、*38.冷卻孔防護(hù)罩*39.漏盒防護(hù)罩*40.連接器后蓋*41.ESO元件防護(hù)罩 圖10.1定義的技術(shù)在控制傳導(dǎo)耦合路徑產(chǎn)生的電磁干擾中將會(huì)被用到。圖10.2和10.3總結(jié)了與電磁兼容（）接地相關(guān)的考慮因素。圖10.4概括了電纜的控制輻射，組裝和串?dāng)_技術(shù)。圖10.5給出了控制地回路輻射和接受的技術(shù)。接收源模擬器件數(shù)字器件視頻顯示錄音機(jī)儀表傳感器控制系統(tǒng)接收器資源電源點(diǎn)機(jī)感應(yīng)負(fù)載高質(zhì)量模擬數(shù)字信號(hào)發(fā)射器EM環(huán)境 傳導(dǎo)電磁干擾可應(yīng)用的EMI控制技術(shù)差模 共模電源 信號(hào) 電源 信號(hào) 濾波器 濾波器 濾波器 濾波器 鐵氧體磁芯 鐵氧體磁芯 鐵氧體磁芯 鐵氧體磁芯 隔離變壓器 隔離變壓器 隔離變壓器 隔

7、離變壓器 瞬態(tài)抑制器 瞬態(tài)抑制器 平衡系統(tǒng) 均衡電路 浮點(diǎn) 浮點(diǎn) 接地電感 接地電感 光學(xué)隔離器圖10.1 傳導(dǎo)耦合EMI控制技術(shù)總結(jié)EMI接地·如果可以的話，使用單點(diǎn)接地（如：低頻率）·直流和交流電源，模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)，底座應(yīng)分開接地。·每個(gè)重要的電路應(yīng)使用專用回路。·使用大的接地導(dǎo)體減小阻抗·不要“優(yōu)化鏈接”（菊形鏈接）圖10.2 接地阻抗耦合EMI控制技術(shù)通過增加地回路阻抗達(dá)到“不接地”的方法或其它轉(zhuǎn)移設(shè)備輸入共模電流的措施：·未接地的電路、板、箱子和設(shè)備·射頻浮地設(shè)備，柜子和射頻阻塞控制臺(tái)·設(shè)備外殼內(nèi)浮地

8、盒屏蔽·使用均衡電路·使用隔離變壓器·使用法拉第屏蔽隔離變壓器·增加鐵珠粉·使用共模電容·使用光化學(xué)隔離器1. 使用光纖電纜輻射與接收EMI控制 共模 差模 場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線 場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線 導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)線 導(dǎo)線對(duì)場(chǎng) 導(dǎo)線對(duì)場(chǎng) ·減小焊接長(zhǎng)度 · 減小環(huán)路面積 ·減小環(huán)路面積 ·水平間距 （導(dǎo)線盡量接近地面） ·減小操作頻率 ·減小操作頻率 ·減小操作頻率 ·絞合線對(duì) ·絞合線對(duì) ·屏蔽整個(gè)系統(tǒng) ·絞合/屏蔽導(dǎo)線對(duì) ·屏蔽雙絞線 &#

9、183;光纖 ·光纖 ·同軸電纜 ·光纖 圖10.3地回路耦合的EMI控制圖10.4 電纜輻射與接收EMI控制圖10.6指出了導(dǎo)線和電纜串?dāng)_控制技術(shù)。圖10.7為屏蔽技術(shù)。圖10.8是印刷電路板邊界制作的指導(dǎo)說明?？刂频鼗芈份椛浜徒邮?. 通過導(dǎo)線與地面靠近最小化回路面積2. 導(dǎo)線越短越好3. 如果可以，使浮地設(shè)備和（或）電路在一端（或兩端）4. 屏蔽全部地回路面積附錄A電纜與電纜的耦合此附錄提供了預(yù)測(cè)容性和感性電纜串?dāng)_的基本方法，而這些方法基于研究電纜長(zhǎng)度、兩線之間的距離、導(dǎo)線距地面的高度、負(fù)載阻抗和頻率等。圖A1和A2是具有代表性的平行導(dǎo)線或電路容性和感性耦合

10、的電路圖。一覽表A1 是電纜與電纜耦合的步驟。 導(dǎo)線和電纜串?dāng)_控制1. 不要把不同類型的電纜捆在一起2. 讓電纜靠近底座3. 給模擬信號(hào)使用同軸電纜4. 分開數(shù)字信號(hào)電纜5. 屏蔽低品質(zhì)模擬6. 請(qǐng)勿把電纜束暴露在陽光下7. 把電纜束以正確角度交叉圖10.5地回路輻射和接收控制圖10.6 導(dǎo)線和電纜串?dāng)_控制控制電磁干擾（EMI）屏蔽1. 屏蔽元件、電路、設(shè)備、導(dǎo)線和電纜以控制電磁干擾2. 利用金屬或金屬塑料進(jìn)行屏蔽3. 保護(hù)縫隙預(yù)防泄漏4. 金屬與金屬接觸處保持良好或提供EMI墊圈防止焊縫泄露圖10.7 控制EMI屏蔽印刷板電路邊界的指導(dǎo)說明·良好的邊界金屬表面應(yīng)該接觸緊密·

11、;表面應(yīng)光滑、干凈·無不導(dǎo)電的覆蓋層·使接觸面有足夠的壓力達(dá)到緊固的目的·摻入相似的金屬·選擇沖洗器（可替代的）·選擇具有保護(hù)性的覆蓋層·不要對(duì)機(jī)械強(qiáng)度材料使用焊接·保護(hù)連接和粘合，防止?jié)袼蚱渌g·跨接僅僅可以替代直接連接 ·低R或低L保持簡(jiǎn)短·在電化學(xué)連接元件之間避免跨接·使長(zhǎng)和寬的比例大于5·基本結(jié)構(gòu)直接連接，不通過鄰近元件·不使用自攻螺釘圖10.8印刷板邊界指導(dǎo)說明一覽表A2是性電纜與電纜的耦合，長(zhǎng)1m，截面積為0.324mm兩端為100的阻抗。一覽表A3

12、是在標(biāo)準(zhǔn)化分貝下感性電纜與電纜的耦合，長(zhǎng)為1m，截面積為0.324mm兩端為100的阻抗。圖A.1 導(dǎo)線或電路之間的電容耦合 圖A.2導(dǎo)線或電路之間的電感耦合表A.1 電纜與電纜耦合計(jì)算步驟·選擇頻率 （為脈沖上升時(shí)間）·選擇合適的增量h： h=；為發(fā)射器，為接收器導(dǎo)線長(zhǎng)度·選擇最近的導(dǎo)線分支·在dB中查找合適的 為電容耦合 為電感耦合·校正阻抗和普通線長(zhǎng) =+ =+選擇和中較大的一個(gè)·在任何情況下，達(dá)到最大值0dB,串?dāng)_是消極的為發(fā)射器電路的負(fù)載：如果=，接收器電路負(fù)載或；如果不相同，則用=。對(duì)于公式，分母上的50代表100的兩個(gè)電

13、阻并聯(lián)后的結(jié)果。表A.2容性電纜與電纜的耦合（規(guī)范為1m,阻抗100，截面積為0.342mm） 發(fā)射器阻抗為100；接收器阻抗=100表A.3感性電纜與電纜的耦合（規(guī)范為1m,阻抗100，截面積為0.342mm）發(fā)射器阻抗為100；接收器阻抗=100P269,270圖略 271電容與電容的耦合1. 問題：母板互連導(dǎo)線 兩條平行線 H=1mm或S=1mm =150 =40cm =3納秒2. 解決方案（在106MHZ下） 容性耦合=-14dB+20=-18dB 感性耦合=-13dB+20=-24dB 較大的是電容耦合等于-18dB 耦合電壓：11dBV-18dB=-7dBV=450mV 電磁干擾是

14、由于450mV>300mV噪聲免疫水平3. 討論不同的電磁干擾的修正 Average Height：平均高度； above Ground地面以上 Wire Seperation：線距圖A.3 母板連線之間的耦合范例索引A 復(fù)合吸收122 導(dǎo)體電感162吸附損失116 連接器后蓋243黏附材料，導(dǎo)電材料165 同軸251相鄰信號(hào)頻率36電磁干擾控制總結(jié)254天線輻射特性48 針式過濾器251天線特性 90 特性總結(jié)252功率密度51 鐵芯飽和度影響189傳播效果51 腐蝕控制169雪崩二極管225 腐蝕保護(hù)172硅226電纜與電纜耦合267 B 計(jì)算268 電容74,268母板連線271

15、接地電阻69均衡電路102 場(chǎng)與電纜71電位均衡導(dǎo)體168 接地回路69粘合復(fù)合材料和導(dǎo)電塑料166 感應(yīng)72,268方向163 耦合模式5,66不良效果161 壓接（卷邊）環(huán)端子248覆蓋層（表面粗糙度）170 交叉調(diào)制42指南266 串?dāng)_74,199無方向167 設(shè)備224鎖墊圈 164 串行連接247電阻和阻抗162分貝23軟焊接164定義13釬焊165脫敏，減敏現(xiàn)象42寬帶輻射21E寬帶噪音4C電場(chǎng)113 電解腐蝕170電纜 電磁兼容估計(jì)52 重要參數(shù)230 墊圈155 屏蔽229 電磁兼容設(shè)計(jì)交流系統(tǒng)28 端子230,237頻率與極化50互連設(shè)備79焊接接頭165 系統(tǒng)之間的8電容耦

16、合7 系統(tǒng)定義8同道干擾41 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)9接地電阻91 系統(tǒng)操作10共模感應(yīng)器189 電動(dòng)勢(shì)109共模抑制215 相鄰信號(hào)的電磁干擾27基本元素61 電場(chǎng)強(qiáng)度73相關(guān)特性76 場(chǎng)理論111公共信息26 遠(yuǎn)場(chǎng)條件113共模68 近場(chǎng)條件113傳導(dǎo)6,14,67 濾波器共模和差模188控制技術(shù)總結(jié)257 共模等效電路191耦合5,66 寄生電容控制192差模68 截止頻率184效果3 電磁干擾和射頻干擾210基本輸出64 供電開關(guān)195超頻57 高頻率操作192 超頻28 最大化衰減值184輻射14 通頻帶181輻射路徑6 電源線186資源4,5,63 選擇194系統(tǒng)品質(zhì)控制76 信號(hào)196發(fā)

17、射、接受器26 阻帶181發(fā)射器4 類型182接受機(jī)5 傅里葉級(jí)數(shù)15電磁干擾控制258 傅里葉變換16共地阻抗263 自由空間傳播51傳導(dǎo)路徑263 相鄰信號(hào)頻率36耦合路徑261 基本4地回路耦合264 互連260 分開31印刷電路板259 G輻射264導(dǎo)線與電纜串?dāng)_265 電化腐蝕169寬帶輻射21 墊圈使用要求和約束條件151相干寬帶21 類型和材料比較150頻率波長(zhǎng)22 壓縮設(shè)置146基礎(chǔ)35 導(dǎo)電塑料和彈性體148諧波含量39 聯(lián)合受力143不相干寬帶22 針織金屬絲網(wǎng)147窄帶20 安裝152 發(fā)射器34 選擇靜電釋放20，109,221 壓縮壓力要求144F 選擇150法拉第屏

18、蔽206 彈簧墊圈149 理論142鐵氧體磁心199 地回路69,93,94,220光纖102 放大106接地定義82 噪聲共模和差模204混合98 發(fā)射器52子系統(tǒng)中95 未設(shè)計(jì)頻率50對(duì)電磁干擾控制的影響109 O多點(diǎn)97 光學(xué)隔離器102,211方案選擇98 法拉第屏蔽220單點(diǎn)96 P系統(tǒng)配置103 寄生88,185,191 高頻接地系統(tǒng)模式88 控制192阻抗85 平面波114阻抗特性83 極化依賴電感85 電源密度51電阻性能84 傳播方向51H 效果51日冕環(huán)247 全方位51諧振幅度小結(jié)40 諧振輻射水平39 R混合瞬態(tài)抑制器227 輻射場(chǎng)強(qiáng)度73I 輻射天線29,48,50中

19、頻選擇42 附帶64共地阻抗65,91 路徑5共源65 印刷電路板71輸入/輸出電容214 插入損耗194 輻射場(chǎng)113同頻干擾41 輻射電阻91相鄰信號(hào)接收器42 接收機(jī)互調(diào)44邊緣干擾30 選擇31,43互調(diào)37,42,54 接收器44 抗擾度40隔離器201 反射114泄漏電抗190,209 反射損耗117,122閃電20,81,109,168,22 電磁場(chǎng)119損失材料199 相對(duì)帶寬31磁場(chǎng)113 S磁導(dǎo)率199 導(dǎo)電密封劑156插入損耗的測(cè)量方法251 導(dǎo)電環(huán)氧樹脂155控制電磁干擾的發(fā)射與敏感度要求29,39,46 導(dǎo)電油脂157旁帶調(diào)頻35 屏蔽音頻線端子250多管腳連接器24

20、5 妥協(xié)126N 效果123窄帶輻射20 材料123中性點(diǎn)接地208 端子230,241,245 超隔離207導(dǎo)線端子249 變壓器、隔離器204導(dǎo)電玻璃139 瞬時(shí)抑制器221孔控制軸139 混合227電磁干擾墊圈142 瞬時(shí)18,65間隙尺寸129 資源19 傳輸114指示按鈕和燈140 發(fā)射機(jī)，發(fā)射特性34篩網(wǎng)133 互調(diào)4,37間隙和節(jié)點(diǎn)128 調(diào)制包絡(luò)31通風(fēng)開口131 噪聲36,52觀察孔135 非線性4沖擊及火災(zāi)危害81 雜散發(fā)射29分流電容209 發(fā)射機(jī)4信號(hào)傅里葉變換16 雙絞線239光譜表示16 單點(diǎn)接地96 光譜振幅16 電壓駐波比252雜散頻率4 W寄生電容162 焊接165抗擾設(shè)備6,74 Z接收器40 齊納二極管系統(tǒng)生命周期6T變壓器中的電容耦合205作者簡(jiǎn)介威廉·達(dá)夫總裁SEMTAS公