EMC整改及PCB設(shè)計(jì)(培訓(xùn))

1、EMC整改及PCB設(shè)計(jì)SGS SZ EMC LabTony_WuEMC問(wèn)題 電磁兼容性(EMC) EMC定義定義：在同一電磁環(huán)境中，設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響正常工作，同時(shí)也不對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾。 EMC三要素，缺少任何一個(gè)都構(gòu)不成EMC問(wèn)題。干擾源敏感設(shè)備干擾途徑EMC整改方法整改方法 EMC整改定義整改定義 是指產(chǎn)品在功能調(diào)試或是指產(chǎn)品在功能調(diào)試或EMC測(cè)試過(guò)程中出測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題后所采取的彌補(bǔ)手法。現(xiàn)問(wèn)題后所采取的彌補(bǔ)手法。問(wèn)題出現(xiàn)前EMC整改問(wèn)題出現(xiàn)后EMC設(shè)計(jì)EMC問(wèn)題定位 整改的前提是定位，沒(méi)有定位過(guò)程的整改就像無(wú)頭的蒼蠅一樣到處亂撞，只有找到了問(wèn)題所在，才能采用

2、相應(yīng)的EMC措施，這樣可以做到事半功倍 定位有兩種手段：一種是直覺(jué)判斷，需要完全依靠工程師積累的EMC經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，另一種是比較測(cè)試，依靠測(cè)試儀器和EMC經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的定位判斷。EMC常見(jiàn)整改方法 干擾濾波技術(shù)切斷干擾沿信號(hào)線或電源線傳播的路徑 電磁屏蔽技術(shù)切斷干擾沿信號(hào)線或電源線傳播的路徑 地線干擾與接地技術(shù)通過(guò)改善信號(hào)的回流環(huán)路降低其所產(chǎn)生的干擾 其它方式通過(guò)改變干擾源的強(qiáng)度或頻率來(lái)降低干擾EMC常見(jiàn)問(wèn)題的類型 RE(輻射)問(wèn)題 ESD（靜電）問(wèn)題 CI（傳導(dǎo)抗擾度）問(wèn)題RE整機(jī)定位整機(jī)定位信號(hào)電纜定位屏蔽定位常見(jiàn)的濾波器電源濾波器共模扼流圈共模扼流圈差模電容差模電容共模電容共

3、模電容共模濾波電容受到漏電流的限制共模濾波電容受到漏電流的限制常見(jiàn)的濾波器 常用的信號(hào)線濾波器濾波器接地阻抗濾波器接地阻抗實(shí)際干擾電流路徑實(shí)際干擾電流路徑常用的濾波電路實(shí)例 芯片的電源必須有濾波芯片的電源必須有濾波總線驅(qū)動(dòng)和接收芯片的電源必須有良好的濾波電路，具體芯片： CPU， Flash， SDRAM不同的IC使用同一電源時(shí)應(yīng)分別采用濾波電路VCC電容Bead常用的濾波電路實(shí)例 晶振的電源濾波設(shè)計(jì)晶振的電源濾波設(shè)計(jì)采用磁珠大電容高頻電容的濾波方式給晶體進(jìn)行濾波GND晶振RBEADGND電容常用的濾波電路實(shí)例 時(shí)鐘信號(hào)的濾波電路注意適當(dāng)?shù)倪x取R（R可以是電阻，電感或磁珠）和C1，C2的值；G

4、ND盡量選取最靠近芯片的地常用的濾波電路實(shí)例 常用的信號(hào)線或排線的濾波電路注意適當(dāng)?shù)倪x取R（R可以是單獨(dú)的電阻，電感或磁珠，也可以是排阻，排感或排磁珠）和C1,C2,C3,的值；接地技術(shù) 單點(diǎn)接地（串聯(lián)單點(diǎn)接地和并聯(lián)單點(diǎn)接地）123123串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：公共阻抗耦合缺點(diǎn)：公共阻抗耦合I1I2I3I1I2I3ABCABCR1R2R3并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地優(yōu)點(diǎn)：無(wú)公共阻抗耦合優(yōu)點(diǎn)：無(wú)公共阻抗耦合缺點(diǎn)：接地線過(guò)多缺點(diǎn)：接地線過(guò)多接地技術(shù) 多點(diǎn)接地（叢多個(gè)不同的點(diǎn)接地）R1R2R3L1L2L3電路1電路2電路3接地技術(shù) 混合接地Vs地電流RsVs安全接地Rs安全接地

5、地環(huán)路電流接地技術(shù) 接地追求的效果盡可能營(yíng)造信號(hào)電流流回信號(hào)源的地阻抗路徑；使地電流所形成的地環(huán)路面積盡可能的小 I1 I2 信號(hào)流 地環(huán)路接地技術(shù) 常用的接地方法實(shí)例濾波器良好接地濾波器良好接地濾波器的接地線是否盡可能短；金屬外殼的濾波器的接地最好直接通過(guò)其外殼和地之間的大面積搭接。接地技術(shù)時(shí)鐘源外殼接地時(shí)鐘源外殼接地晶體外殼應(yīng)該接地處理；晶振的接地腳應(yīng)該接地；而且應(yīng)選取比較干凈靠近時(shí)鐘源的地接地PCBGND晶振接地技術(shù) 顯示屏的金屬外殼應(yīng)接地 開(kāi)關(guān)管或IC的散熱片應(yīng)接地通常來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)管和IC的散熱片是噪聲源，保持其正確良好的接地可以抑制干擾 隔離變壓器（光隔離器）應(yīng)選擇正確的接地 懸空屏蔽

6、線纜的金屬外殼應(yīng)選擇大面積的接地 各模塊之間的地應(yīng)保持良好的搭接 屏蔽技術(shù) 電磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2）屏蔽前的場(chǎng)強(qiáng)E1屏蔽后的場(chǎng)強(qiáng)E2屏蔽技術(shù) 屏蔽的類型：結(jié)構(gòu)屏蔽（屏蔽罩，金屬殼）電纜的屏蔽（屏蔽線）縫隙的屏蔽（金屬絲網(wǎng)襯墊，導(dǎo)電橡膠，導(dǎo)電泡棉）外殼的屏蔽（噴導(dǎo)電漆，貼銅箔鋁箔）屏蔽技術(shù) 屏蔽的注意事項(xiàng)：相同材質(zhì)，厚度較厚的較好；相同厚度，雙層編織雙層編織 好于單層編織；銅箔好于鋁編織；銅箔好于鋁箔；箔；縫隙之間的縫隙之間的襯墊必須保持良好的搭界；必須保持良好的搭界；如果屏蔽層搭界時(shí)，務(wù)必將搭界處的絕緣漆打磨如果屏蔽層搭界時(shí)，務(wù)必將搭界處的絕

7、緣漆打磨掉，再來(lái)屏蔽縫隙掉，再來(lái)屏蔽縫隙ESD問(wèn)題 ESD容易出現(xiàn)問(wèn)題的部位接口連接處接口連接處ESD問(wèn)題問(wèn)題面板按鈕面板按鈕ESD問(wèn)題問(wèn)題縫隙的縫隙的ESD問(wèn)題問(wèn)題ESD問(wèn)題 ESD問(wèn)題的解決方法ESD問(wèn)題一般采用兩種方式疏導(dǎo)：快速泄放掉靜電電流；或是其通過(guò)的路徑盡量避開(kāi)相關(guān)的敏感器件或線路；圍堵：通過(guò)相應(yīng)的措施使靜電放電電流盡量不產(chǎn)生，相關(guān)的敏感器件或線路感受不到靜電干擾接口連接處ESD問(wèn)題 接口連接處一般都由金屬外殼造成，常用的解決方法如下：1、保證連接器的金屬外殼和設(shè)備的金屬外殼良好接觸，使靜電電流直接從設(shè)備外殼泄放到大地上，可以采用導(dǎo)電布、鋸齒簧片等屏蔽材料來(lái)保證連接器的外殼和設(shè)備外

8、殼良好搭接；2、避免復(fù)位信號(hào)電路（線）、片選信號(hào)線以及控制信號(hào)電路等敏感電路靠近接口連接器。接口連接處ESD問(wèn)題對(duì)接口連接處進(jìn)行靜電測(cè)試時(shí)，連接線極易產(chǎn)生靜電電流，通常采用如下方式： 1、采用TVS管進(jìn)行靜電抑制（TVS管為瞬態(tài)抑制二極管），并使用限流電阻進(jìn)行限流，如右圖所示；2，選用抗靜電能力較強(qiáng)的接口芯片面板按鈕面板按鈕ESD問(wèn)題問(wèn)題面板按鍵ESD解決方法：指示燈，按鍵等在面板上的開(kāi)孔應(yīng)盡可能?。恢甘緹?，按鍵下面的PCB板遠(yuǎn)離開(kāi)孔；指示燈，按鍵與PCB用較好絕緣材料隔絕開(kāi)來(lái)；面板的金屬邊通過(guò)最短的路徑接到電源的大地，盡可能地是電流通過(guò)地瀉放到大地；在面板上增加一層透明絕緣高絕緣的材料來(lái)隔絕

9、；用TVS管或是電容對(duì)按鍵所在的線路進(jìn)行處理；改變面板下信號(hào)線的走線方式或在信號(hào)線上加上磁環(huán)縫隙的縫隙的ESD問(wèn)題問(wèn)題 縫隙的縫隙的ESD問(wèn)題的解決方法：?jiǎn)栴}的解決方法：對(duì)縫隙PCB板裸露的金屬部分貼絕緣膜，使靜電在這些部位無(wú)法放電；更改縫隙的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)將縫隙設(shè)置成倒掛槽增加靜電的放電距離，使其不放電；在縫隙處注入絕緣材料，是靜電無(wú)法通過(guò)，不能對(duì)內(nèi)部的PCB板進(jìn)行放電；將縫隙用銅箔或鋁箔貼住，并將其用盡可能短的出現(xiàn)連接到大地；CI問(wèn)題 抑制CI的原則對(duì)策對(duì)電源口和信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的濾波，但是需要注意濾波電路的接地設(shè)計(jì)對(duì)電源線和信號(hào)線繞磁環(huán)，但是需要注意磁環(huán)的選取和繞法基于EMC的PCB設(shè)計(jì) 元

10、器件布局接口信號(hào)的濾波、防護(hù)及隔離等器件靠近接口（或接口連接器）放置，且遵從先防護(hù)、后濾波的原則；敏感器件及電路如復(fù)位電路等遠(yuǎn)離輻射源放置；晶體、晶振、繼電器、開(kāi)關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件電路等敏感器件距面板、連接器的邊緣1000mil，距板內(nèi)屏蔽罩、屏蔽外殼500mil；功能模塊電路分開(kāi)放置 ；多種模塊電路在同一PCB上放置時(shí)，數(shù)字電路與模擬電路、高速與低速電路分開(kāi)布局；基于EMC的PCB設(shè)計(jì)布線原則布線原則PCB走線應(yīng)盡量避免直角和銳角；走線應(yīng)盡量避免直角和銳角；3W規(guī)則：為減少線間串?dāng)_，應(yīng)保證線中心間距不少于三倍線寬規(guī)則：為減少線間串?dāng)_，應(yīng)保證線中心間距不少于三倍線寬基于EMC的PCB設(shè)計(jì)布線原則布線原則環(huán)路最小規(guī)則（信號(hào)線與其回路構(gòu)成的環(huán)路面積極可能?。┉h(huán)路最小規(guī)則（信號(hào)線與其回路構(gòu)成的環(huán)路面積極可能小）短線規(guī)則（布線長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，振蕩器應(yīng)放在離器件很近的位置）短線規(guī)則（布線長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，振蕩器應(yīng)放在離器件很近的位置）基于EMC的PCB設(shè)計(jì)布線原則布線原則開(kāi)環(huán)檢查規(guī)則（一般情況下不允許出現(xiàn)一端懸空的布線）閉環(huán)檢查規(guī)則（防