第11章(1)工程電磁兼容(第二版)(路宏敏)

<1>11.1PCB元器件的EMC特性<1><2>印制電路板（PCB）是電子、電氣設(shè)備的重要組成部分，其特性在一定程度上約束這相關(guān)設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)和可靠性。高速、寬帶、高靈敏度、高密集度和小型化。PCB發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題印刷電路板（PCB）作為電子產(chǎn)品中電路元件和器件的電氣連接的支撐元件，其電路的布局布線密度越來(lái)越大，而同時(shí)信號(hào)的頻率還在提高。<3>高頻信號(hào)線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源。信號(hào)在互連線上的傳輸具有反射、串音干擾、延遲和畸變等。PCB上布線網(wǎng)絡(luò)以及各種元件也會(huì)產(chǎn)生射頻輻射。如何處理高速信號(hào)的電磁兼容問(wèn)題成為PCB設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵因素。<4>工程中約百分之九十的EMC問(wèn)題與以下因素有關(guān)：射頻干擾（RFI）靜電放電（ESD）電源騷擾（PowerDisturbance）自兼容性（Self-Compatibility）電磁環(huán)境（EME）由于涉及因素多，對(duì)PCB-EMC問(wèn)題的討論也應(yīng)從系統(tǒng)角度出發(fā)。<5>PCB的EMC三要素騷擾源：時(shí)鐘電路，塑料封裝的元件的輻射，不正確的布線，電線的長(zhǎng)度，很差的阻抗控制以及聯(lián)接電纜的互聯(lián)。傳播的路徑：攜帶射頻能量的媒介，如空間和互聯(lián)電纜。敏感點(diǎn)：容易接收從I/O聯(lián)接的電纜傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的有害輻射的PCB的元件，這些元件將這種有害的能量傳送給電路和敏感的設(shè)備，造成干擾。<6>從端口電壓/電流特性上看，可以將PCB上的元器件直接或等效地分成以下五種基本類型：導(dǎo)線-PCB上所有的金屬導(dǎo)體、導(dǎo)線，元器件管腳等。電阻-PCB上的電阻元件或可以等效為電阻的元器件端口。電容-PCB上的電容元件或可以等效為電容的元器件端口。電感-PCB上的電感元件或可以等效為電感的元器件端口。變壓器-PCB上的變壓器元件或具有電磁耦合關(guān)系的元器件端口。<7>高頻情況下無(wú)源元件的模型在高頻情況下，PCB板的引線、過(guò)孔、電阻、電容、接插件的分布電感與分布電容等不可忽略印刷線路板的過(guò)孔大約引起0.6pF的電容；一個(gè)集成電路本身的封裝材料引入2~6pF電容；一個(gè)線路板上的接插件，有520nH的分布電感；一個(gè)雙列直插的24引腳集成電路插座，引入4~18nH的分布電感。這些小的分布參數(shù)對(duì)于這行較低頻率下的微控制器系統(tǒng)中是可以忽略不計(jì)的；而對(duì)于高速系統(tǒng)必須予以特別注意。<8><9>在分析PCB上集成芯片的EMC特性時(shí)，除了可以直接采用由上述五種基本類型的元件構(gòu)成的端口等效電路外，目前更為通用的是采用芯片管腳的IBIS（Input/OutputBufferInformation