《电子产品电磁兼容和安规设计》第6章PPT课件

格式：ppt
大小：986.50 KB
文档页数：63

下载文档原格式

【精品课件】电磁兼容性设计ppt课件

IC的引脚排列也会影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND之间的距离越近，去耦电容越有效。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。 TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
由于高频数字信号正负电平转换时间短、转换电流大，往往会产生尖脉冲，通过电源线给系统带来致命的干扰。这样需要在每一个器件的电源输入端就近并上一个小电容来旁路尖峰干扰。
接口缓冲电路可以防止由于击穿造成的关键器件的损坏。将多余端口接地或通过电阻接电源可以防止端口感应造成的干扰。
铁质材料的外壳是电源电路有效的电磁屏蔽体。当磁场泄漏可以忽略时，铜、铝屏蔽罩也是极佳的屏蔽材料。
05:04
18
2.1.5 集成电路的线路设计：
现代数字集成电路（IC）在高速开关的情况下需要电源提供大的瞬时功率，因此必须加去耦电容以满足瞬时功率要求。
IC路有多种封装结构，引脚越短，电磁干扰问题越小。IC应首选表贴器件，甚至直接在PCB板上安装裸片。
由于高温会加速RAM结点的漏电，所以不能使器件过热，布局时应留有散热空间或采用散热措施。
05:04
16
2.1.3 A/D、D/A电路设计：
由于A/D、D/A器件易受干扰，所以须单独布置元器件。由于器件本身同时存在模拟电路和数字电路，故电源与地
应做到模拟与数字相分离。
而且这类器件电源与其他供电电路应采用滤波器隔离技术以减少其它电路的干扰。

《电子产品电磁兼容和安规设计》第4章课件

U L 将增加。由于电感串联在线路中，因此滤波器的输出 Uo Ui UL将衰减，起到了滤波的效果。电感滤波器的输入输出特性如下图(b)所示。滤波器中的电感器件应在负载电流情况下具有不饱和、温度系数小和直流电阻低等性质。为了避免负载电流使电感产生饱和，可选用共模扼流圈或不易饱和的磁芯线圈。电感线圈有两种，即常模扼流圈和共模扼流圈。
(3) 由于电磁干扰的频率是20Hz到几十GHz，故难以用集总参数等效电路来模拟滤波电路。
(4) 要求电磁干扰滤波器在工作频率范围内有比较高的衰减性能。
(5) 干扰源的电平变化幅度大，有可能使电磁干扰滤波器出现饱和效应。
(6) 电源系统的阻抗值与干扰源的阻抗值变化范围大，很难得到使用稳定的恒定值，所以电磁干扰滤波器很难工作在阻抗匹配的条件下。
1. 低通滤波器
常用的低通滤波器是用电感和电容组合而成的，电容并联在滤波器的信号线与信号地线之间 (滤除差模干扰电流)或信号线与机壳地或大地之间(滤除共模干扰电流)，电感串联在要滤波的信号线上。
按照电路结构分，有单电容型(C型)、单电感型(L 型)、Γ型和反Γ型、T型和Π型。不同结构的滤波电路主要有两点不同：
型，设计或选用不同的防干扰滤波器。
4.1 电磁干扰滤波器
4.1.1 电磁干扰滤波器的工作原理
电磁干扰滤波器的工作原理与普通滤波器一样，它能允许有用信号的频率分量通过，同时又阻止其他干扰频率分量通过。其方式有两种：一种是不让无用信号通过，并把它们反射回信号源；另一种是把无用信号在滤波器里消耗掉。
这些干扰对微机测控系统都有严重影响，必须认真对待，而其中尤以各类开关通、断电时所产生的干扰最难以抑制或消除。
按噪声传导模式分类
对于传导噪声，按其传导模式分为差模噪声和共模噪声。

《电子产品电磁兼容和安规设计》PPT课件-PPT课件

一、电磁干扰对人类社会的危害
3 电磁干扰日益社会化
电磁干扰社会化趋势，给人民生活带来许多不便。例如，武汉天河机场未启用前，从南湖机场起飞或降落的飞机会对下面的电视机产生严重干扰。飞机起降时地处飞机下面的武昌城区电视图像抖动，几万户居民长期遭受电磁干扰之苦；又如新建居民小区或花园楼房安装了电子防盗报警系统，该系统开关电源产生的电磁干扰使附近休闲在家的人无法收听收音机。使用大功率无绳电话、手机、家用游戏机等能发射电磁波的电子装置时，电视屏幕上会出现讨厌的明暗条纹、雪花、闪烁和抖动；病房内使用手机很容易引起电子心脏起搏器停搏、输液泵电子开关误动作，中断病人输液等，直接危及病人的安全；根据国外文献报导，冬天使用电热毯的孕妇因受到电热毯的电磁辐射容易造成流产。电磁干扰日趋社会化，给人们的和平生活带来不安和危险。
一、电磁干扰对人类社会的危害
2 电磁干扰刺激功率竞赛，加剧电磁污染
无线电通信需要一定的信号噪声比，电磁干扰大，信噪比就会下降，使无线电通信距离变短。为保证一定的通信距离，只好增大发射机功率，以保证接收机所需要的信噪比。这就是 80年代250W短波电台勉强完成50年代50W短波电台工作的原因。从表1可以看出，1980年电磁干扰场强比1950年大了700 倍，难怪发射功率增大5倍还不行。地球上同时工作的发射机有数百万台，最大功率可达兆瓦级。发射机数目逐年增多，功率随之加大，电磁干扰场强也不断增大。面对这种状况，人类会不会陷入“发射机功率增大和数量增多→电磁干扰场强增大 →信噪比下降→再次增大和增多发射机功率和数目”的恶性循环?这确实是一个值得注意的问题。电磁干扰危害的加剧，可能会刺激发射机功率和数目竞赛，复又导致更严重的电磁污染。
spacetv/video/VIDE1258723183906882

精品课件电磁兼容性设计ppt课件

IC的引脚排列也会影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND之间的距离越近，去耦电容越有效。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。
TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因此，最好使用同系列的逻辑器件。
铁氧体磁珠或串联电阻）－降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值
尽量大－处理器散热片与芯片之间经导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地－电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的－高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力－需要一只高质量的“看门狗” －决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件－电源监视电路及“看门狗”也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适
模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都是必要的。
对模拟电路而言，模拟本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着重屏蔽和滤波。
02:33
20
2.3 逻辑电路设计
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
应大多数的不测情况－当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，
应采用传输线技术
02:33
22
在逻辑电路中，数字信号的传输线的处理也相当重要。
当电路在高速运行时，在源和目的间的阻抗匹配非常重要。
否则过量的射频能量将会引起电磁兼容性问题。

《电磁兼容原理》PPT课件_OK

解得A2=67。在该段内线性化特性为S(△f)=67lg(△f/△B2)。在2MHz<△f≤4MHz内,△B3=2MHz,当△f3=4MHz时S(△f)=60dB △f2=2MHz时,特性常数项S(△B3)=20dB,代入式(5.9)中，
60=20+A3lg(△f/△B3)，解得A3=133。在该段内线性化特性为 S(△f)=20+133 lg(△f/△B3)。如果△f=3MHz，代入上式得S(△f)=43dB。
30 MHz~300 MHz
一54 —68 —78 —86 —92 —97 —102 —106 —110
大于300 MHz
—55-一64 —70 一75 — 79 —82 —85 —88 —90
17
谐波辐射信号的功率频谱特性
谐波辐射信号的功率频谱特性也采用调制包络曲来描述。谐波信号的调制包络特性的形状与基波调制包络特性相似，按特性形状通常可
1
5．1 天线对天线的干扰分析
5．1．1无线电发射机的辐射特性图5—1 调频广播和电视发射的频谱特性
2
无论发射机产生的有用信号和无用
信号，对于其他接收机来说都是潜
工作频段
在的干扰源
无意发射信号
基波信号
谐波信号
图5—2 发射机输出频谱特性
3
发射机的输出作为干扰源
• 只关注它所产生的电磁能量的时间分布、空间分布和频谱特性 • 干扰辐射能量的时间分布主要取决于发射机的工作制式 • 干扰辐射能量的空间分布主要取决于发射功率和发射天线的方向性 • 基波辐射信号是最主要的干扰源
33
定向辐射天线的立体方向图
由于立体图形画起来困难，常用两个平面的图形来表征
34
平面方向图

电磁兼容设计讲座 PPT课件

電磁場遮罩的機理
H0/E0
H1/E1
電磁場遮罩的機理
電磁遮罩體對電磁的衰減主要是基於電磁波的反射和電磁波的吸收兩種方式。
電磁場遮罩的機理（續〕
與前面已講述的電場遮罩及磁場遮罩的機理不同，電磁遮罩對於電磁波的衰減有三種不同的機理：
• 當電磁波在到達遮罩體表面時，由於空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續，對入射波產生的反射。這種反射不要求遮罩材料必須有一定厚度，只要求交界面上的不連續；
搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、軟焊（ Sweating ）、砧接〔Swaging〕、鉚接 (Riveting)以及螺絲連接。
搭接之處理
搭接時，金屬面應予以清潔，不得有油漆或其他雜物，搭接完成後，可塗以油漆或施以其他之防蝕保護。此外，搭接時應考慮不同金屬之電化效應，並應儘量減少接觸鹽水、汽油等，以防電能作用。若電能特性相去甚遠的兩金屬欲搭接在一起，應以介於其間的金屬為墊圈置於該兩金屬間，
x 遮罩板的材料以良導體為好，但對厚度並無要求，只要有足夠強度就可以了。
磁場遮罩的機理
磁場遮罩通常是對直流或甚低頻磁場的遮罩，其效果比對電場遮罩和電磁場遮罩要差得多，因此磁場遮罩是個棘手的問題。
磁場遮罩主要是依賴高導磁材料所具有的低磁阻，對磁通起著分路的作用，使得遮罩體內部的磁場大大減弱。
屬纖維。
遮罩之搭接
清潔氧化層面接觸螺釘的距離縫隙：導電襯墊壓力
按優先等級排列的各種襯墊
优先等级 1 2 3 4
衬垫种类金属网射频衬垫铜镀合金导电橡胶导电蒙布、泡沫衬垫
备注
容易变形，压力为 1.4kg/cm 时，衰减为 54dB。资料表明，频率较低时衰减最大。用于永久密封较好，不适用于开与关的面板。有很高的导电性和很好的抗腐蚀性能。弹性好，最适合用于和活动面板配合。可制成指形条、螺旋和锯齿面。衰减性能常超过 100dB。适用于只需名义上连接和少量螺钉的地方。实现水汽密封和电气密封经 150℃、48 小时老化后，体电阻率为 10~20mΩ/cm(max)。变形度限制值为 25%。资料表明，频率较高时衰减为最大。在泡沫塑料上蒙一块镀银编织物，形成一个软衬垫，占去大部分疏松空间，主要为民用，适用于机柜和门板。

电磁兼容课件-电磁兼容概述

测试设备是否能够抵御外部电磁信号干扰（如雷电等），保证设备在使用过程中的安全性。
传导发射测试
测试设备对周围环境产生的电磁波的噪音程度。评估设备是否会对周围的其他设备产生影响。
电磁兼容性的原理
电场和磁场效应
电场和磁场的相互作用会形成电磁波，可对电子设备的灵敏度造成影响。
高频信号的干扰
高频信号的电磁辐射会对周边电子设备产生干扰，甚至造成系统崩溃。
干扰。
3
选择电磁兼容性好的器件或设备
尽可能地选择无辐射、无散射、抗干扰、抗电磁波干扰的器件和设备。
提高屏蔽措施和保护
采取合适的屏蔽措施，采用防护措施，以减少电波、电磁波等因素对电子设备的影响。
电磁兼容性的重要性
保证产品的安全性
合格的电磁兼容性测试可以确保产品符合行业规范，提高产品安全性和可靠性。
测试内容和标准
GB 9254-2008 家用电器和类似用途电器的无线电扰动特性限值
DL/T 987-2005 电力系统电磁兼容问题的技术数据统计和分析方法
GB/T 17626.2-2006 工业科学和医疗电媒体元器件的无线电骚扰特性限值
加快产品更新迭代
对于电磁兼容性好的产品，可以在不受干扰的工作环境下开发和测试。减少产品研发周期，提高效率。
推动电子行业升级
电磁兼容性是电子行业的核心技术之一，技术的不断升级和优化创造了更多可靠、安全、高效的电子设备。
电磁兼容性的测试和认证
认证机构中国质量认证中心国家电网公司国家电力公司
物体的辐射和散射现象
物体表面的电磁辐射和散射现象可对周围的设备和环境产生干扰，因此需要进行针对性测试。
生产过程中的干扰

lixuebin电磁兼容设计讲座PPT课件

第33页/共93页
去耦电容
用来滤除高频器件在PCB电源或芯片电源引脚上引起的辐射电流。提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播并抑制噪声对其他芯片的干扰。
去耦电容离芯片越近越好，原则上集成电路的每一个电源引脚都应布置一个 0.01uf的瓷片电容。
第34页/共93页
去耦电容与旁路电容的区别
第38页/共93页
EMC设计
第39页/共93页
EMC设计
• 接地（Grounding) • 屏蔽(Shielding) • 滤波(Filtering)
第40页/共93页
接地(Grounding)
• 接地的目的一是防电击，一是去除干扰。可将接地分为两大类： • 安全接地(Safety Grounding) • 信号接地
PCB设计准备工作
• 1、器件 • 2、布局 • 3、速率 • 4、信号线 • 5、电源 • 6、时钟
第2页/共93页
PCB的EMC分析基本定律
克希霍夫定律：
任何时域信号由源到负载的传输都必须构成一个完整的回路，一个频域信号由源到负载的传输都必须有一个最低阻抗的路径。
法拉第电磁感应定律：
当穿过闭合导体回路所限定面积的磁通量发生变化时，在该回路上将产生感应电动势及其感应电流。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，其方向总是阻止该回路磁通量的变化。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
第35页/共93页
电容谐振
如图所示，电容在低于谐振频率时呈现容性，而后，电容将因为引线长度和布线自感呈现感性。
第36页/共93页
电容的谐振频率表

电磁兼容学习PPT课件

8
日常生活中的电磁环境
在地球上各式各样的电磁波充满人类生活空间，无线电广播、电视、移动通讯、无线电遥控、导航、高压送配电线等均向空中和地面辐射强大的电磁波能量。电子产品或设备在空间形成的许多电磁波不仅相互干扰，使它们的功能异常，而且当达到一定强度时，在无形中对人产生伤害。电磁波污染看不见、摸不着、闻不到，但却无处不有。人体时时处处处于一定能量电磁波辐射环境中，当其频率超过105Hz以上时就对人体有害。
9
日常生活中的电磁环境
10
手机辐射
11
手机辐射对人体健康的危害
手机辐射对人体健康的危害是客观存在的严重社会问题，它不会因为手机产业的刻意隐瞒与回避就可以消失。
12
调查对象为使用手机时间在一天2小时以上者
13
手机辐射
14
电磁干扰
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，它几乎和电磁效应的现象同时被发现。
人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的。影响人体的神经系统、感觉系统、免疫系统、内分泌系统等。 ➢ 累积效应：
热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。
21
电磁干扰对人类的影响
17
电磁干扰对电子系统的危害
美国每年因电磁干扰（包括雷害）而导致设备损坏的损失就达 260亿美元。
18
电磁干扰对航空、航天、战争的危害
19
医疗设备的失灵
20
电磁干扰对人类的影响
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应
等。 ➢ 热效应
产生热效就应的电磁波功率密度在10mW/cm2；微观致热效应1 mW - mW/cm2；浅致热效应在10mW/cm2以下。热效应可造成人体组织或器官不可恢复的伤害，当功率为1000W的微波直接照射人时，可在几秒内致人死亡。 ➢ 非热效应

《电磁兼容培训讲义》课件

测试场地要求：电磁屏蔽、温度控制、湿度控制等
测试场地设备：电磁屏蔽室、天线、信号源、接收机等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试场地布局：测试区域、控制区域、观察区域等
测试场地操作：测试前准备、测试中操作、测试后处理等
测试目的：验证产品是否符合电磁兼容标准
测试项目：辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等
国际标准：IEC 61000-4-3
国家标准：GB/T 17626.3
军用标准：GJB 151A
汽车行业标准：ISO 11452-2
A级：电磁兼容要求最高，适用于军事、航天等高可靠性领域
C级：电磁兼容要求一般，适用于普通民用领域
B级：电磁兼容要求较高，适用于工业、医疗等重要领域
D级：电磁兼容要求较低，适用于低可靠性领域
屏蔽效果：降低电磁干扰，提高电磁兼容性
布局原则：遵循电磁兼容设计原则，避免电磁干扰布线方式：采用屏蔽线、双绞线等抗干扰布线方式接地处理：合理接地，降低电磁干扰屏蔽措施：采用屏蔽罩、屏蔽层等屏蔽措施，减少电磁干扰
电磁干扰：汽车电子设备之间的电磁干扰问题
电磁辐射：汽车电子设备产生的电磁辐射问题
电磁兼容设计：汽车电子设备电磁兼容设计的重要性
电磁兼容测试：汽车电子设备电磁兼容测试的方法和标准
电磁干扰：家用电器之间的电磁干扰问题电磁辐射：家用电器的电磁辐射问题电磁兼容标准：家用电器的电磁兼容标准电磁兼容解决方案：如何解决家用电器的电磁兼容问题
电磁干扰：通信设备之间的电磁干扰问题
电磁兼容标准：通信设备需要满足的电磁兼容标准
电磁兼容测试：通信设备需要进行的电磁兼容测试

电磁兼容标准和测试PPT课件

标准制订的原则： 1、科学、合理、实用、便于操作。 2、保证测试结果的可重复性、一致性、精确性。
GB/T6113.1规定的频率段范围 A频段——9～150kHz； B频段——0.15～30MHz； C频段——30～300MHz； D频段——300～1000MHz； E频段------1GHz以上
为什么要了解骚扰的波形和频谱？
YY0505-2005引用的抗扰度标准
GB17626.2 静电放电（ESD）抗扰度试验； GB17626.3 辐射（射频）电磁场抗扰度试验； GB17626.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验； GB17626.5 浪涌（冲击）抗扰度试验； GB17626.6 对射频场感应的传导骚扰抗扰度试验； GB17626.8 工频磁场抗扰度试验； GB17626.11 电压暂降、短期中断和电压变化抗扰度试验。
EUT的配置和工作状态—代表实际中的典型应
用情况，EUT发射最大或最敏感。
测量仪器和设备—测量接收机、频谱分析仪以
及天线、人工电源网络（LISN）、功率吸收钳、耦合去耦网络（CDN）等。
测量方法—测量布置、试验程序、注意事项。数据处理和试验报告—试验结果、不确定度。
限值：
1、EMI测试限值（频域值）—峰值≥准峰值 ≥有效值≥平均值；
根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备进行测试，评估其是否达到标准提出的要求。
产品在定型和进人市场之前必须进行符合性（一致性）测试，国家产品强制认证制度（3C 认证）规定的电磁兼容测试就是属于符合性测试。
国际电磁兼容标准和规范
目前国际上有权威性的电磁兼容标准和从事 EMC标准制订工作的专业委员会有：国际电工委员会：CISPR 标准和IEC标准（TC77）国际标准化组织：ISO标准国际电信联盟：ITU标准欧共体：EN标准(CENELEC)和ETS标准(ETSI) 德国：VDE标准美国：FCC标准和军用标准MIL-STD 日本：VCCI标准

电磁兼容PPT课件

图12 采用纵向扼流圈阻隔地回路
第16页/共28页
地回路干扰的抑制措施
纵向扼流圈是由两个绕向相同、匝数相同的绕组所构成，一般常用双线并绕而成。信号电流在两个绕组流过时方向相反，称为异模电流，产生的磁场相互抵消，呈现低阻抗，即扼流圈对信号电流不起扼流作用，并且不切断直流回路。地线中的干扰电流流经两个绕组的方向相同，称为共模电流，产生的磁场同向相加。扼流圈对地回路干扰电流呈现高阻抗，起到抑制地回路干扰的作用。

实例2：设RC1＝RC2＝1Ω，RS＝500Ω，RL＝10 kΩ，RG＝ 0.01Ω，UG＝10 mV，试计算接地干扰电压在放大器输入端施加的干扰电压值。
【解】将所给数值代入式(11-2)计算，可知UN＝0.94 mV。计算结果表明，10 mV的接地干扰电压几乎全部施加于放
第9页/共28页
电路的接地点选择
应采用一点接地。如果采用A点接地，而B点不接地，即放大器所用的电源
不接地，此时需要使用差
分放大器。通常比较方便的一点接地方式是选择B 点接地，而A点不接地。
图5 放大器与信号源接地点的选择
第7页/共28页
电路的接地点选择
图5中，导线电阻RC1和RC2一般很小，通常在1Ω以下，取 RC1 ＝ RC2 ＝1Ω。两接地点A、B之间存在的地电阻RG更小，比如取RG＝0.01Ω。信号源的内阻RS一般为500Ω。设放大器的输入阻抗为10kΩ，图5所示电路的等效电路可
地回路干扰
图1中干扰回路和被干扰回路之间存在一个公共阻抗Zi，该公共阻抗上存在的电压为Ui＝ZiI1＋ZiI2。对被干扰回路而言， ZiI1是电磁骚扰电压,而ZiI2是对负载电压降的分压，由于RL2>>|Zi|，因此，一般情况下ZiI2对负载电压降的影响可以忽略不计，仅考虑I1所引起的电磁骚扰电压对负载的作用。若不考虑被干扰回路的电第流1页I/共2 在28页接地公共阻抗 Z i 上的作用，

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

在线路板上没有布线的地方全部铺上地线是EMC设计吗？
地线对辐射的影响
地线对辐射的影响
多层板能减小辐射
信号1 电源层
地线层
信号2
低频高频
10
地线面的阻抗，m/ 平方 1
地线面具有很小的地线阻抗
DC~0.5 1
10
100
1G
地线面上的缝隙的影响
75mm
模拟地
A/D变换器
数字地
A
B
L
25mm
L : 0 ~ 10cm VAB : 15 ~ 75mV
M
L = ( L1L2 - M2 ) / ( L1 + L2 - 2M ) 若：L1 = L2 L= ( L1 + M ) / 2
地线网格
电源线噪声的消除
电源线电感
这个环路尽量小储能电容
电源解耦电容的正确布置
尽量使电源线与地线靠近
解耦电容的选择
dI dt
Z
C=
dV
各参数含义：
在时间dt内，电源线上出现了瞬间电流dI，dI导致了电源线上出现电压跌落 dV。
V/m V/m V/m
V/m
共模电流的测量
ICM
电流卡钳
频谱分析仪
被测电流 I
VdBV
传输阻抗：ZT = V / I
怎样减小共模辐射
E = 1.26 I L f / D
共模滤波共模扼流圈减小共模电压
使用尽量短的电缆
共模滤波
电缆屏蔽
减小共模电压
滤波器滤除高频成份
滤波器电容量的选择
R源 R负载
1000 400
50 45 18
6
20 18 7.2
2 .4
5.5 2.2 0.75
0 .2 5
5.5 2.2 0.75
0 .2 5
2 0.8 3
0 .1 5
仅代表了一个环路的辐射情况，若有N个环路辐射，乘以 N 。因此，可能时，分散时钟频率。
如何减小差模辐射？
E = 2.6 I A f 2 / D
1/2 LC
f
增强解耦效果的方法
铁氧体
电源
注意铁氧体安装的位置
地
细线
粗线
接地线面
用铁氧体增加电源端阻抗
用细线增加电源端阻抗
有效滤波的例子
普通电容
三端电容
三端电容+铁氧体
线路板的两种辐射机理
差模辐射共模辐射
电流环
杆天线
实际电路的辐射
ZG
I
~V
ZL
ZC = ZG + ZL
环路面积 = A
近场：ZC 7.9 D f E = 7.96VA / D3 ZC 7.9 D f ， E = 63 I A f / D2 H = 7.96IA / D3
电容合适电容过大
上升时间 tr 带宽 BW 总阻抗 R 最大电容 C
低速接口 10 ~ 100kB/s
0.5~1s 320kHz 120 2400pF
高速接口 2MB/s
50ns 6MHz 100 150pF
低速CMOS
100ns 3.2MHz 300 100pF
TTL
10ns 32MHz 100~150 30pF
过孔的阻抗
nH/cm
100 10
1.5mm
PGA 128-pin
1
0.1
25
50 75
100
C/4 PGA
与过孔之间的距离 mm
线路板边缘的一些问题
关键线（时钟、射频等）
产生较强辐射
电源层
地线层 20H
无地线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
扁平电缆的使用
最好
较好
差
较好，但端接困难
地线
C
D
这两处都有地线
B
A
扁平电缆
一部分信号回流经过ABCD
共模电流主要由寄生电容产生
共模电流
V0 / RL
线路板接地线路板不接地
CP较大 CP较小
频率MHz
悬浮电缆
ICM 电缆长度：L
近场区内:
E = 1430I L / (f D3)
远场区内:
E = 0.63 I L f / D
考虑地面反射： E = 1.26 I L f / D
L /2或/4时： E = 120I / D
+40lg f
f
1/d
1/tr
脉冲的差模辐射包络线
f
不同逻辑电路为了满足EMI指标要求所允许的环路面积
逻辑系列 4000B
74HC 74LS 74AC 74F 74AS
上升电流时间
40 6
6 20 6 50 3.5 80 3 80 1.4 120
不同时钟频率允许的面积（ cm2 ） 4M Hz 10 30 100
地线和电源线上的噪声
R1
R2
R4
Q3
ICC
VCC
Q2 Q1
R3
Q4
Ig
Vg I放电
I驱动
被
驱
动
I充电
电
路
电源线、地线噪声电压波形
输出 ICC VCC Ig Vg
地线干扰对电路的影响
1
3
寄生电容
2
4
线路板走线的电感
S L = 0.002S(2.3lg ( 2S / W ) + 0.5 H
W
I
I
第六章 PCB的电磁兼容设计
走线是主要辐射源
脉冲信号的频谱
谐波幅度
tr
d
（电压或电流）
A
-20dB/dec
T
-40dB/dec
V( or I) = 2A(d+tr)/T V( or I) = 0.64A/Tf V( or I) = 0.2A/Ttrf2
1/d
1/tr
频率（对数）
上升沿越陡高频越丰富
布线
低通滤波器
控制高频信号的回路
电路中的强辐射信号
dBV/m
dBV/m
1
10
100
1000
所有电路加电工作
1
10
100
1000
只有时钟电路加电工作
电流回路的阻抗
I
L
R
~
Z = R + jL
L=/I A
~
单层或双层板如何减小环路的面积
不良布线举例
68HC11
E时钟
B
74HC00
A
连接A、B
随便设置的地线没有用
远场：
E = 1.3 I A f 2 /D
（V/m）（ V/m）（ A/m）
（ V/m）
常用的差模辐射预测公式
考虑地面反射时： E = 2.6 I A f 2 /D
（ V/m）
脉冲信号差模辐射的频谱
差模辐射频率特性线
频谱包络线
f
E = 2.6 I A f 2 /D EdB = 20lg（2.6 I A /D）
VCM
机箱内的所有信号都会通过电缆辐射！
地线也辐射
不接地线
你喜欢电缆屏蔽层接地吗 ?
接上地线
地线辐射产生的原因
电源线电感
地线噪声电源回路信号回路
两端设备都接地的情况
RW L
～ V0
RW L ICM
RL
CP
1H/m
线路板接地：ZCM = RW + jL+ RL 线路板不接地：ZCM = RW + jL+ RL + 1/ jC
注意隐蔽的辐射环路
信号线
信号线+电源+地线
信号线
电源/地线
电源/地线
电源/地线电源
电源
直流线的辐射
直
流
线
线
线
线
也
路
路
路
会
产
板
板
板
生
3
2
1
射频
辐
射
外拖电缆的共模辐射
L
I2 H
I1
CP
I3
CP
尽管共模成份的比例很小，但是由于辐射环路大，仍然是主要的辐射因素
“无关”的电缆也辐射
无关电缆辐射机理