PCB電磁兼容設(shè)計(jì)培訓(xùn)資料

第五章PCB的電磁兼容設(shè)計(jì)

2002年8月楊繼深走線是主要輻射源2002年8月楊繼深脈沖信號的頻譜T1/d1/trdtr諧波幅度（電壓或電流）頻率（對數(shù)）-20dB/dec-40dB/decAV(orI)=2A(d+tr)/TV(orI)=0.64A/TfV(orI)=0.2A/Ttrf22002年8月楊繼深上升沿越陡高頻越豐富2002年8月楊繼深地線和電源線上的噪聲Q1Q2Q3Q4R4R2R3R1VCC被驅(qū)動(dòng)電路ICCI驅(qū)動(dòng)I充電I放電IgVg2002年8月楊繼深電源線、地線噪聲電壓波形輸出ICCVCCIgVg2002年8月楊繼深地線干擾對電路的影響1324寄生電容2002年8月楊繼深線路板走線的電感L=0.002S(2.3lg(2S/W)+0.5HWSL=(L1L2-M2)/(L1+L2-2M)若：L1=L2L=(L1+M)/2MII2002年8月楊繼深地線網(wǎng)格2002年8月楊繼深電源線噪聲的消除電源線電感儲(chǔ)能電容這個(gè)環(huán)路盡量小2002年8月楊繼深電源解耦電容的正確布置盡量使電源線與地線靠近2002年8月楊繼深解耦電容的選擇C=dIdtdVZf1/2LC各參數(shù)含義：在時(shí)間dt內(nèi)，電源線上出現(xiàn)了瞬間電流dI，dI導(dǎo)致了電源線上出現(xiàn)電壓跌落dV。2002年8月楊繼深增強(qiáng)解耦效果的方法電源地鐵氧體注意鐵氧體安裝的位置接地線面細(xì)線粗線用鐵氧體增加電源端阻抗用細(xì)線增加電源端阻抗2002年8月楊繼深有效濾波的例子普通電容三端電容三端電容+鐵氧體2002年8月楊繼深線路板的兩種輻射機(jī)理差模輻射共模輻射電流環(huán)桿天線2002年8月楊繼深實(shí)際電路的輻射ZGZLVZC=ZG+ZL近場：ZC7.9DfE=7.96VA/D3（V/m）ZC7.9Df，E=63IAf/D2（V/m）H=7.96IA/D3（A/m）遠(yuǎn)場：E=1.3IAf2/D（V/m）環(huán)路面積=A~I2002年8月楊繼深常用的差模輻射預(yù)測公式考慮地面反射時(shí)：E=2.6IAf2/D（V/m）2002年8月楊繼深脈沖信號差模輻射的頻譜頻譜包絡(luò)線差模輻射頻率特性線脈沖的差模輻射包絡(luò)線

1/d1/tr40dB/decfff-20dB/dec-40dB/dec

E=2.6IAf2/DEdB=20lg（2.6IA/D）+40lgf40dB/dec20dB/dec2002年8月楊繼深不同邏輯電路為了滿足EMI指標(biāo)要求

所允許的環(huán)路面積僅代表了一個(gè)環(huán)路的輻射情況，若有N個(gè)環(huán)路輻射，乘以N。因此，可能時(shí)，分散時(shí)鐘頻率。2002年8月楊繼深如何減小差模輻射？E=2.6IAf2/D低通濾波器布線2002年8月楊繼深控制高頻信號的回路2002年8月楊繼深電路中的強(qiáng)輻射信號11010010001101001000dBV/mdBV/m所有電路加電工作只有時(shí)鐘電路加電工作2002年8月楊繼深電流回路的阻抗~LRIZ=R+jLL=/I

A~2002年8月楊繼深單層或雙層板如何減小環(huán)路的面積2002年8月楊繼深不良布線舉例68HC1174HC00AB連接A、BE時(shí)鐘2002年8月楊繼深隨便設(shè)置的地線沒有用在線路板上沒有布線的地方全部鋪上地線是EMC設(shè)計(jì)嗎？2002年8月楊繼深地線對輻射的影響2002年8月楊繼深地線對輻射的影響2002年8月楊繼深多層板能減小輻射信號1電源層地線層信號2低頻高頻DC~0.51101001G110地線面的阻抗，m/平方地線面具有很小的地線阻抗2002年8月楊繼深地線面上的縫隙的影響模擬地?cái)?shù)字地A/D變換器L75mm25mmL:0~10cmVAB:15~75mVAB2002年8月楊繼深過孔的阻抗1.5mmPGA128-pinC/4

PGA1010010.1nH/cm

255075100與過孔之間的距離mm2002年8月楊繼深線路板邊緣的一些問題關(guān)鍵線（時(shí)鐘、射頻等）產(chǎn)生較強(qiáng)輻射無地線電源層地線層20H2002年8月楊繼深扁平電纜的使用地線一部分信號回流經(jīng)過ABCDABCD最好較好差較好，但端接困難扁平電纜這兩處都有地線2002年8月楊繼深注意隱蔽的輻射環(huán)路電源/地線信號線電源/地線信號線電源信號線+電源+地線電源/地線電源2002年8月楊繼深直流線的輻射線路板1線路板2線路板3直流線也會(huì)產(chǎn)生射頻輻射2002年8月楊繼深外拖電纜的共模輻射LI2HCPI3I1CP盡管共模成份的比例很小，但是由于輻射環(huán)路大，仍然是主要的輻射因素2002年8月楊繼深“無關(guān)”的電纜也輻射2002年8月楊繼深無關(guān)電纜輻射機(jī)理VCM機(jī)箱內(nèi)的所有信號都會(huì)通過電纜輻射！2002年8月楊繼深地線也輻射不接地線接上地線你喜歡電纜屏蔽層接地嗎?2002年8月楊繼深地線輻射產(chǎn)生的原因地線噪聲電源線電感信號回路電源回路2002年8月楊繼深兩端設(shè)備都接地的情況LRW

線路板不接地：ZCM=RW+jL+RL+1/jCCPICMRWL～RL

線路板接地：ZCM=RW+jL+RL1H/mV02002年8月楊繼深共模電流主要由寄生電容產(chǎn)生V0/RL線路板接地線路板不接地CP較大CP較小頻率MHz共模電流2002年8月楊繼深懸浮電纜ICM近場區(qū)內(nèi):E=1430IL/(fD3)V/m遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi):E=0.63

ILf/DV/m考慮地面反射：E=1.26

ILf/DV/mL/2或/4時(shí)：E=120I/DV/m電纜長度：L2002年8月楊繼深共模電流的測量電流卡鉗頻譜分析儀VdBVICM被測電流IV傳輸阻抗：ZT=V/I2002年8月楊繼深怎樣減小共模輻射

E=1.26

ILf/D共模濾波共模扼流圈減小共模電壓使用盡量短的電纜共模濾波電纜屏蔽2002年8月楊繼深減小共模電壓2002年8月楊繼深濾波器濾除高頻成份2002年8月楊繼深濾波器電容量的選擇R負(fù)載R源電容合適電容過大低速接口10~100kB/s高速接口2MB/s低速CMOSTTL上升時(shí)間tr0.5~1s50ns100ns10ns帶寬BW320kHz6MHz3.2MHz32MHz總阻抗R120100300100~150最大電容C2400pF150pF100pF30pF2002年8月楊繼深平衡接口電路+Vcc-Vcc+V-VZ0/2Z0/22002年8月楊繼深增加共?；芈返淖杩筆CBPCB共?；芈犯纳屏?20lg(E1/E2)=20lg(ICM1/ICM2)=20lg[(VCM/ZCM1)/(VCM/ZCM2)]=20lg(ZCM2/ZCM1)

=20lg(1+ZL/ZCM1

)dB2002年8月楊繼深鐵氧體磁環(huán)使用方面的一些問題110100100012545001250600300個(gè)30個(gè)0.11101001000?匝1?匝無偏置有偏置2002年8月楊繼深I(lǐng)/O接口布線的一些要點(diǎn)干凈區(qū)域?yàn)V波電容電源線連接地線連接信號濾波器隔離變壓器/光耦隔離器橋壕溝時(shí)鐘電路、高速電路2002年8月楊繼深時(shí)鐘信號遠(yuǎn)離電纜接口2002年8月楊繼深用屏蔽電纜抑制共模輻射CMCMDMCMCM2002年8月楊繼深屏蔽電纜的評估CMCMDMV輻射環(huán)路VIZT=V/I2002年8月楊繼深不同屏蔽層的傳輸阻抗1021031041051061071080.0010.010.1110100100010000傳輸阻抗（m/m）Hz鋁箔單層編織最佳單層編織雙層編織雙層編織+一層金屬雙層編織+雙層金屬實(shí)心銅2002年8月楊繼深屏蔽層的錯(cuò)誤接法CM2002年8月楊繼深電纜屏