电磁干扰与电磁兼容课程论文
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基于电磁干扰影响与电磁兼容技术应用2. 3国网哈尔滨供电公司黑龙江哈尔滨 150010【摘要】目前,人类已经进入信息化时代,信息通信的安全稳定越来越受到人们的重视。
现今由于大量的电子设备、电气设备的广泛应用,其工作过程中不可避免的会对周围的空间产生大量的电磁辐射,形成通信链路的干扰源。
因此寻求通信链路电磁干扰的影响和防护方法变得非常重要,通过有效的电磁干扰防护措施及电磁兼容技术应用,可以很大程度上提高通信链路的电磁兼容性和稳定性,以减少电磁干扰的影响。
【关键词】电磁干扰;影响;电磁兼容技术;应用一、电磁干扰的影响1.1对电子设备的影响电磁干扰通常包括自然干扰以及人为干扰两种,自然干扰具体由各种自然现象产生,人为干扰产生于各种人工装置中。
造成自然干扰的根源问题主要是:大气层中天电噪音、地球外层空间宇宙产生的噪音、热噪声以及沉积静电噪声。
人为干扰通常包括功能性以及非功能性两种干扰。
前者包括具备特定功能的电子设备工作过程中产生的电磁能量影响其他设备造成的噪音,这些具备一定功能的电子设备包括电视、雷达等;后者是电子设备在发挥自身功能的过程中产生的副作用造成的电磁干扰,例如,电子设备在开启开关或者关闭开关过程中形成的放电电弧,汽车点火时出现的电火花等。
上述几种电磁干扰均通过传导电磁干扰或者辐射电磁干扰的形式干扰空间内的其他电子设备,或者干扰同一回路中的电子设备,使其他设备不能稳定工作,更有甚者电磁干扰将造成电子设备出现火灾等灾难性后果。
例如,医疗行业使用的短波电料设备、微波电料设备、高频手术刀等电子设备工作过程中都发射电磁能量,这种电磁能量将造成空间辐射干扰,使其他设备不能安全、可靠、稳定运行。
如果在飞机机舱内开启笔记本电脑、手机等电子设备,使其呈现使用状态,这些电子设备运行过程中将形成电磁干扰噪声,以空间辐射的方式对飞机上的传感器造成影响,使飞机导航系统以及其他系统出现操作故障,严重情况下将造成空难。
1.2对人体健康的影响人们每天生活在各种电子设备环绕的环境中,对于电磁辐射并未作出任何防护措施。
电磁兼容与电磁干扰电磁兼容与电磁干扰(Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Interference,简称EMC/EMI)是当今电磁环境下普遍存在的问题。
随着现代电子技术的快速发展,各类电子设备的广泛应用,电磁兼容与电磁干扰问题也日益显著。
本文将就电磁兼容与电磁干扰进行探讨和分析,以期提供一定的理论指导和实践经验。
一、电磁兼容电磁兼容是指在特定的电磁环境下,电子设备能够正常地工作,同时与其它电子设备和环境保持协调。
换句话说,电磁兼容要求电子设备不会由于电磁场的存在而产生损坏或干扰其他设备的工作,同时也不会受到外部电磁干扰的影响。
在实际生产过程中,为了保证电子设备的电磁兼容性,我们需要进行各项测试和分析。
主要包括电磁辐射测试、电磁抗扰度测试、电磁传导干扰测试等。
只有经过这些测试,我们才能够确保设备在各种电磁环境下正常工作。
另外,制定合理的电磁兼容性规范和标准也是非常必要的。
二、电磁干扰电磁干扰是指电磁场对电子设备正常工作的干扰。
一般分为辐射干扰和传导干扰两类。
辐射干扰是指电子设备本身产生的电磁波辐射到周围空间,造成其他设备的工作异常或者产生故障。
为了减少辐射干扰,我们需要对电子设备进行合理设计,采取电磁屏蔽措施,并遵循相关的规范和标准。
传导干扰是指外部电磁场通过传导途径进入设备内部,引起设备的工作异常或产生故障。
为了减少传导干扰,我们可以采取适当的阻抗匹配和屏蔽措施,以降低外部电磁场对设备的影响。
针对电磁干扰问题,我们需要从整个系统的角度进行综合分析和研究,找出可能引起干扰的关键因素,并采取相应的措施进行干扰抑制和干扰消除。
三、电磁兼容与电磁干扰的重要性电磁兼容与电磁干扰的问题不容忽视,其重要性主要体现在以下几个方面:1. 保证电子设备的正常工作。
在日常生活和生产中,我们离不开各式各样的电子设备。
只有保证电子设备能够正常工作,才能够满足人们的需求,推动社会经济的发展。
电磁兼容论文第一篇:电磁兼容论文本学期,我选修了电磁兼容这门课程。
通过电磁兼容课程的学习,老师教会了我许多,一方面是有关电磁兼容方面的知识,另一方面是有关生活和人生方面的体会和感悟。
由于与电机系统的电磁兼容有关的问题大都涉及一些高年级的知识,作为大二的我还没有学习,所以对于电机系统的电磁兼容问题没有过于深刻的理解和探究。
我想通过以下几个方面来阐述我所理解的电磁兼容问题。
一.电磁兼容的概念在国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义为:系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不会对其他系统和设备造成干扰。
EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部分,所谓EMI电磁干扰,乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声;而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。
电磁兼容(electromagnetic compatibility)各种电气或电子设备在电磁环境复杂的共同空间中,以规定的安全系数满足设计要求的正常工作能力。
也称电磁兼容性。
它的含义包括:①电子系统或设备之间在电磁环境中的相互兼顾;②电子系统或设备在自然界电磁环境中能按照设计要求正常工作。
若再扩展到电磁场对生态环境的影响,则又可把电磁兼容学科内容称作环境电磁学。
电磁兼容的研究是随着电子技术逐步向高频、高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度(小型化、大规模集成化),大功率、小信号运用、复杂化等方面的需要而逐步发展的。
特别是在人造地球卫星、导弹、计算机、通信设备和潜艇中大量采用现代电子技术后,使电磁兼容问题更加突出。
二.系统电磁兼容技术发展现状电磁兼容技术是在研究电磁干扰机理和电磁干扰防护技术的过程中发展起来的。
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象, 它几乎和电磁效应现象同时被发现, 1881年英国科学家发表“ 论无线电干扰”的文章, 标志着研究干扰问题的开始。
1888年德国物理学家赫兹首创了天线, 第一次把电磁波辐射到自由空间, 同时成功地接收到电磁波,用实验证实了电磁波的存在, 从此开始了对电磁干扰问题的实验研究。
电磁兼容性与抗干扰技术研究摘要:电磁兼容性(EMC)与抗干扰技术是当今电子设备和通信系统领域中的重要研究方向。
随着电子产品种类的日益增多和无线通信技术的迅速发展,电磁兼容性问题日益突出。
本文从电磁兼容性问题的背景和意义开始,介绍了电磁兼容性与抗干扰技术的基本概念和原理,并针对电磁兼容性和抗干扰技术研究的主要内容进行了详细阐述。
最后,对电磁兼容性与抗干扰技术研究的未来发展趋势和挑战进行了展望。
1. 引言随着现代电子设备和通信系统的广泛应用,电磁兼容性问题日益引起人们的关注。
电磁兼容性是指电子设备在特定的电磁环境下,能够正常工作而不受到不必要的干扰或产生不必要的干扰的能力。
而抗干扰技术是为了提高电子设备和通信系统的电磁兼容性,减少或消除电磁干扰,以确保系统的可靠性和稳定性。
2. 电磁兼容性与抗干扰技术的基本概念和原理2.1 电磁兼容性的基本概念电磁兼容性是指电子设备在特定电磁环境中,能够实现协同工作,互不干扰的能力。
它涉及到电磁场的相互影响、电磁传输的影响、电磁辐射的影响等多个方面。
2.2 抗干扰技术的基本原理抗干扰技术通过采用合适的设计、接地、屏蔽、滤波、地线技术等手段,来减少或消除电磁干扰对系统正常工作的影响。
其中,屏蔽技术是最常用的一种方法,它可以通过用屏蔽材料将电磁波阻挡在设备内或外部,从而减少电磁干扰。
3. 电磁兼容性与抗干扰技术研究的主要内容3.1 电磁兼容性评估与测试电磁兼容性评估与测试是电磁兼容性与抗干扰技术研究的重要内容之一。
它通过测量电子设备的电磁辐射和敏感度,评估设备在电磁环境中的兼容性,并找出存在的问题以及改进措施。
3.2 抗干扰技术设计与分析抗干扰技术设计与分析是为了提高电子设备的抗干扰能力,减少干扰源对系统的影响,从而保证系统的正常工作。
它涉及到抗干扰电路的设计、电磁辐射的抑制、敏感电路的保护等。
3.3 电磁兼容性与抗干扰技术标准电磁兼容性与抗干扰技术标准为电子设备和通信系统的开发、生产和使用提供了指导。
电磁兼容性与干扰抑制技术研究随着现代电子设备的快速发展和普及,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)和干扰抑制技术成为了电子工程领域中的一个重要研究方向。
在电子设备密集、高频、高速的工作条件下,电磁兼容性问题越发显著,影响到设备的可靠性和性能。
因此,研究电磁兼容性与干扰抑制技术对于确保电子设备的正常运行具有重要意义。
首先,对于电磁兼容性技术的研究来说,了解电磁辐射和敏感性是至关重要的。
电磁辐射是指电子设备在工作过程中产生的电磁波的传播,它可以通过空气、导线等媒介传递。
而电子设备的敏感性则表示了其容易受到来自外部电磁场中的干扰。
为了提高电磁兼容性,需要通过设计合理的电路和原理,改善设备的辐射特性,同时增加设备对干扰的抵抗能力。
其次,干扰抑制技术的研究涉及到对电磁干扰的分析和抑制。
电磁干扰是指电子设备之间或设备与外部环境之间发生的相互干扰现象。
这种干扰可能导致设备的失效、数据错误或性能下降。
因此,需要通过设计合适的滤波器、隔离器和屏蔽措施等,来抑制干扰的传播和影响。
在电磁兼容性和干扰抑制技术的研究中,有几个关键的方面需要考虑。
首先是电磁兼容性的测试与评估。
通过对设备进行电磁兼容性测试,可以评估设备的性能和耐受能力。
这些测试包括辐射发射、辐射抗扰度、传导发射和传导抗扰度等。
其次是电磁干扰的起源和传播机制的研究。
了解干扰的来源和传播途径,可以采取相应的措施降低电磁干扰的影响。
此外,研究电磁兼容性和干扰抑制技术还需要考虑设备的工作环境和使用条件,以便对相应的问题进行针对性的研究和解决。
在电磁兼容性和干扰抑制技术的研究中,还存在一些挑战和难点。
首先是频率范围的扩展。
随着电子设备工作频率的不断增加,对电磁兼容性的要求也越来越高。
因此,需要研究和开发适用于高频率范围的电磁兼容性和干扰抑制技术。
其次是设备的尺寸和集成度。
现代电子设备趋向于小型化和集成化,但这也增加了电磁兼容性和干扰抑制的挑战。
电子信息工程中的电磁兼容与电磁干扰技术分析电子信息工程是一个快速发展的领域,涉及到各种各样的设备和技术。
在这个领域中,电磁兼容与电磁干扰技术是非常重要的。
本文将对电磁兼容与电磁干扰技术进行分析,探讨其在电子信息工程中的应用。
首先,我们来了解一下电磁兼容与电磁干扰的概念。
电磁兼容是指在一个特定的电磁环境中,各种电子设备能够在不相互干扰的情况下正常工作。
而电磁干扰则是指电子设备之间或设备与环境之间相互产生的电磁干扰。
电磁兼容与电磁干扰技术的目标就是通过合理的设计和控制,使得电子设备在复杂的电磁环境中能够正常工作,同时尽量减少电磁干扰的发生。
在电磁兼容与电磁干扰技术中,有几个重要的方面需要考虑。
首先是电磁辐射的控制。
电子设备在工作时会产生电磁辐射,如果辐射过大,就会对周围的其他设备产生干扰。
因此,需要对电子设备的辐射进行控制,减少其对其他设备的干扰。
这可以通过合理的电路设计和电磁屏蔽来实现。
其次是电磁抗扰能力的提高。
电子设备在电磁环境中会受到各种各样的电磁干扰,如果设备的抗扰能力不足,就会导致设备无法正常工作。
因此,需要通过合理的电路设计和抗干扰措施来提高设备的抗扰能力,使其能够在复杂的电磁环境中稳定运行。
此外,还需要考虑电磁兼容测试与评估。
在电子设备的设计和生产过程中,需要对其进行电磁兼容测试与评估,以确保其满足相应的电磁兼容标准。
这可以通过实验室测试和仿真模拟等手段来实现。
在电子信息工程中,电磁兼容与电磁干扰技术的应用非常广泛。
例如,在无线通信领域,各种无线设备之间需要进行频谱分配和功率控制,以避免互相干扰。
此外,还需要对无线设备进行电磁辐射测试和抗干扰能力测试,以确保其在实际使用中不会对其他设备产生干扰。
在电子设备的设计和生产过程中,电磁兼容与电磁干扰技术也起到了重要的作用。
通过合理的电路设计和电磁屏蔽,可以减少设备对周围环境的干扰。
同时,通过提高设备的抗扰能力,可以使其能够在复杂的电磁环境中正常工作。
变电站综合自动化结课论文变电站的电磁干扰及电磁兼容引言电力系统作为一个强大的电磁干扰源,在运行时会产生各种电磁干扰。
各种以微电子和计算机技术为基础的二次设备(例如继电保护、远动、通信设备等)是干扰的敏感者,极易受到干扰影响而出现误动、程序运行异常等非正常工作状态,甚至造成元器件或者设备的损坏。
随着智能电子设备、就地化智能终端和保护、高频率低电压微处理器、非常规互感器等新技术的采用,电力系统二次设备的抗干扰性能将面临更大的挑战。
变电站综合自动化系统,是利用多台微机和大规模集成电路组成的自动化系统,代表常规的测量和监视仪表,代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏,用微机保护代替常规的继电保护屏,改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
因此,变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。
变电站在电力系统中,是一次设备和二次设备最集中的场所。
系统运行方式的变化、开关的动作、雷电流的出现以及二次回路电缆间的电磁耦合都会对二次回路产生干扰。
因此,变电站是电力系统电磁干扰和电磁兼容性问题的主要研究对象。
本文将从电磁干扰源、电磁干扰危害以及防电磁干扰的措施三个方面对变电站电磁兼容问题做一定的阐述。
一、电磁干扰源分析变电站综合自动化系统的电磁干扰源有外部干扰和内部干扰两方面。
内部干扰是由自动化系统结构、元件布置和生产工艺等决定。
外部干扰源主要有交、直流回路开关操作、扰动性负荷(非线性负荷、波动性负荷)短路故障、大气过压(雷电)、静电、无线电干扰和和电磁脉冲等。
变电站中一次回路的任何暂态过程都会通过不同的耦合途径传入二次回路形成电磁干扰,二次回路本身也会产生干扰。
二次回路中的设备主要包括继电保护、控制、信号、通信和监测等仪器仪表。
它们都属于弱电装置,耐压能力与抗干扰能力较弱。
因此,不加防范就会干扰二次设备的正常工作,严重时会造成二次设备绝缘击穿损坏,形成永久性故障。
学院物信学院姓名尹天林学号20111060235 班级11级电信二班对抑制开关电源纹波的研究的认识本学期,我学了电磁兼容这门课程。
学习这门课程对我的帮助非常大,现在我对所学到的其中一部分知识进行一些必要的梳理,以便能为自己今后的学习工作积累一些必要的资源。
对于这门课的总体感受,我想老师教给我们的绝不仅仅是电磁兼容的内容本身,更多的是思考与解决问题的方法。
在课上,老师不仅教会了我很多关于电磁兼容方面的知识,而且让我明白了无论做什么事,都要有突破传统思想的勇气,因为这样能把学的知识记得更牢固,更有机会去发现解决问题的更好的方法,推动新的技术的发展。
进入课程内容,首先我了解了什么是电磁兼容。
电磁兼容是指器件在工作的过程中即不干扰其它电器,同时也不被其它电器所干扰。
电磁干扰可以来自于系统的内部,也可以来自于系统的外部。
它主要由以下三个要素产生:电磁骚扰源、传播途径、敏感设备。
电磁兼容的实施性方法包含了组织措施与技术措施两个方面。
技术上有合适的接地,合理的布线,屏蔽。
滤波,电气隔离,限幅,续流,计算机软硬件措施等。
组织上有电磁兼容标准、规范,频谱管理,空间分离,时间分隔等。
在课上,老师对我国该领域与国外进行了一些对比。
对于这部分内容,我印象很深刻,也产生了一些自己的想法。
我国与发达国家及日本韩国相比,科技创新能力仍然处于较低的水平。
华为作为我国较大的电子产品公司,所做的也是拿来国外的产品回来进行研究学习模仿。
而相比之下,对于大多的小公司与企事业单位而言,市场的竞争力更是远不及国外。
自主创新设计出的产品往往存在各种缺陷。
听了老师的课我认识到这些缺陷的存在往往是理论上没有问题,而到了实际中才会出现的问题。
即所设计出的产品在实验室能够跑得很好,可到了实际环境中却会出现一些意想不到的故障。
这些大部分是电磁兼容的问题。
正常运行的设备到了实际的环境中由于电磁环境恶劣,就会受到干扰而故障。
因此,要好好学习和了解电磁兼容知识是很有必要的。
电磁兼容与电磁干扰抑制技术研究电磁兼容与电磁干扰抑制技术是电子与电气工程中的一门重要学科,研究的是各种电子设备在共同工作场景下相互之间不发生电磁干扰,保证设备正常运行的技术手段。
本文将从电磁兼容的定义、电磁干扰的原因、电磁干扰抑制技术的方法和应用领域等几个方面进行论述。
首先,电磁兼容是指各种电子设备在同一工作环境中无电磁干扰地正常工作的能力。
电磁兼容的研究是为了解决现代电子设备普及后导致的电磁兼容性问题。
随着电子设备种类的增加和发展,尤其是电磁波的广泛运用,各种设备之间会产生电磁干扰,造成设备之间不能正常工作,甚至导致严重事故的发生。
因此,电磁兼容研究的目标是通过合理设计和可靠的技术手段,避免或减少电磁干扰,确保设备正常工作。
其次,电磁干扰的原因主要有三方面。
第一,电磁辐射干扰:电子设备在工作时,会通过电磁波传播电信号,这些电磁波会通过空气传播,并会干扰其他设备的工作。
第二,导线辐射干扰:电子设备之间通过导线相连,传递电信号或电能,这些导线会产生辐射,会干扰到其他设备。
第三,电磁感应干扰:当外界电磁场对设备产生影响时,会导致设备中的电磁元件或电路中出现其他不可预知的信号。
为了解决电磁干扰的问题,研究人员开发了多种电磁干扰抑制技术。
其中最常见的方法有以下几种。
第一,屏蔽技术:通过在电子设备周围加装金属屏蔽材料,减少电磁辐射的传播。
第二,过滤技术:通过在电源线、信号线等路径上添加滤波器,抑制电磁干扰信号的传播。
第三,接地技术:通过合理设置接地系统,把电磁干扰引入地线,减少对其他设备的干扰。
第四,实践设计规范:对于要求较高的设备,需要按照一定的设计规范进行设计,以确保设备的电磁兼容性。
第五,电磁兼容测试:通过对设备进行电磁兼容性测试,发现和解决设备中的电磁干扰问题。
电磁兼容与电磁干扰抑制技术具有广泛的应用领域。
首先,在军事领域,各种雷达、导弹等设备都需要电磁兼容和电磁干扰抑制技术,以确保设备在战斗中的可靠性和稳定性。
电磁干扰与电磁兼容课程论文论文题目:PCB电磁兼容性技术专业:班级:学号:姓名:年月目录一:电磁兼容性技术概述.......................................................................................................... - 1 - 二:PCB设计中的电磁兼容问题 ............................................................................................. - 1 -2.1 PCB形成干扰的基本要素: .......................................................................................... - 1 -2.2 PCB中存在的电磁干扰分类: ................................................................................... - 2 - 三:印制电路板电磁兼容设计原则.......................................................................................... - 3 -3.1印制电路板的层数、尺寸选择原则............................................................................ - 3 -3.2器件布局原则................................................................................................................ - 3 -3.3地线与电源线的设计原则............................................................................................ - 3 - 四:信号线设计原则.................................................................................................................. - 4 - 五:PCB 电磁兼容性设计中的相关注意事项 ........................................................................ - 5 - 六:结束语.................................................................................................................................. - 5 - 参考文献:.................................................................................................................................. - 6 -PCB电磁兼容性技术摘要印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件,它提供电路元件和器件之间的电气连接。
随着电子技术的飞速发展,元器件的密度越来越高,各种电子产品经常在一起工作,它们之间的干扰越来越严重,所以电磁兼容问题成为一个电子系统能否正常工作的关键。
同样,随着PCB的密度越来越高,PCB设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。
PCB 设计的好坏对抗干扰能力影响很大。
因此,在进行PCB 设计时.必须遵守PCB 设计的一般原则,并应符合抗干扰设计的要求。
其设计质量不仅直接影响电子产品的可靠性,还关系到产品的稳定性,甚至成为设计成败的关键。
在电子产品设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。
要使电子电路获得最佳性能,除了元器件的选择和电路设计之外,良好的PCB布线在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。
关键词PCB 电磁兼容性电磁干扰一:电磁兼容性技术概述电磁兼容性是指电气和电子系统、设备和装置, 在设定的电磁环境及规定的安全界限内以设计的等级或性能运行, 而不会由于电磁干扰引起损坏或不可接受的性能恶化的能力, 同时也不对其他设备产生影响工作的干扰。
电磁兼容性设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计, 使之成为符合各国或地区电磁兼容性标准的产品。
PCB 的电磁兼容性设计也是解决电磁兼容性问题的一个重要措施。
他可以使PCB 板上的各部分电路相互间无干扰, 都能正常工作; 可以使PCB 对外的传导发射和辐射发射尽可能降低, 达到要求标准; 可以使外部传导干扰和辐射干扰对印制板上的电路基本无影响。
二:PCB设计中的电磁兼容问题2.1 PCB形成干扰的基本要素:(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt 大的地方就是干扰源。
如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
(2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。
典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
(3)敏感器件,指容易被干扰的对象。
如:A/D、D/A 变换器,单片机,数字IC,弱信号放大器等。
因此,抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。
2.2 PCB中存在的电磁干扰分类:传导干扰、串音干扰以及辐射干扰。
产生干扰的根源是电路中电压或电流的变化。
(1)传导干扰传导干扰主要通过导线耦合及共模阻抗耦合来影响其它电路。
例如噪音通过电源电路进入某一系统,所有使用该电源的电路会受到它的影响。
噪音通过共模阻抗耦合的,电路与电路共同使用一根导线获取电源电压和接地回路,如果其中一个电路的电压突然需要升高,那么另一电路必将因为共用电源以及两回路之间的阻抗而降低。
(2)串音干扰串音干扰是一个信号线路干扰另外一邻近的信号路径。
它通常发生在邻近的电路和导体上,用电路和导体的互容和互感来表征。
由于串音可以由电场通过互容,磁场通过互感引起,所以考虑PCB,带状线上的串音问题时,最主要的问题是确定电场(互容)、磁场(互感)耦合哪个是主要的。
(3)辐射干扰辐射干扰是由于空间电磁波的辐射而引入的干扰。
PCB中的辐射干扰主要是电缆和内部走线间的共模电流辐射干扰。
当电磁波照射到传输线上时,将出现场到线的耦合问题,沿线引起的分布小电压源可分解为共模(CM)和差模(DM)分量。
共模电流指两导线上振幅相差很小而相位相同的电流,差模电流则是两导线上振幅相等而相位相反的电流。
三:印制电路板电磁兼容设计原则3.1印制电路板的层数、尺寸选择原则单面板和双面板一般适用于低、中密度的电路,多层板适用于高密度布线、高速电路、数模混和电路。
印制电路板的尺寸选择应根据原理图和所使用器件尺寸、相互间影响决定。
最好选择适中的尺寸。
尺寸太长,导电线路就长,阻抗增加,抗噪声能力下降。
而尺寸太小,器件密集,不利于散热,而且连线密集,容易产生干扰。
3.2器件布局原则根据电路原理的功能单元,对电路的全部元器件进行放置。
(1)对元器件分区。
可以按不同的电源电压分区,或按数字电路和模拟电路分区,或按高速和低速电路分区。
让同种电源、同速度、同频率的器件放置在一起,减小了不同组器件混放产生的相互间干扰。
在印制板上,不同组的器件区间有一定的分割。
如高压与低压区间以变压器为分割,保持3mm~5mm的爬电距离。
模拟电路与数字电路往往分别采用两种电源与地面,应分别与电源连接器的地线相连,在分割线上采用磁珠或电感跨接。
(2)相应地,元件的位置分区决定了连接器的分布,引出管脚安排要与元件分割一致,尽量减少不同信号环路、电源环路的重叠和干扰。
(3)所有的连接器最好放在电路板的一侧,避免从两侧引出。
因为存在共模辐射的情况下,电缆相当于一个很好的共模发射天线,电缆在两侧比在同一侧辐射要大得多。
3.3地线与电源线的设计原则地线设计是印制电路板中不可忽视的问题,往往也是难度最大的一项设计。
“地线”可以定义为信号流回源的低阻抗路径,在理论上应是零电阻的实体,各接地点之间没有电位差。
实际上,地线有阻抗、有干扰,电流通过时,必然会产生电压降,地环路干扰电压在信号上产生干扰电流,叠加在有用信号上。
(1)地线设计时应考虑分成不同的系统地、机壳地、数字地、模拟地等。
分地目的在于防止共地线阻抗耦合干扰。
但并不是完全地隔离,没有任何电气连接。
各地线在适当的位置,还是要有单点的电气连接,保持地面的连续性。
(2)靠近接口部分的印制板地面要分割出来,作为专用的EMC地,也称机壳地。
EMC地上必须没有数字信号回流,与机壳良好搭接,搭接阻抗尽可能地小。
可采取多点搭接方式,保证EMC地与机壳相同电位。
实际应用上,一般将I/O 插座固定焊盘、板固定孔与EMC地信号走线连接,安装时通过固定螺钉将机壳与PCB板良好连接。
EMC地与数字地保持单点连接。
连接器处的每条I/O 线都要分别并联去耦电容到EMC地,如表面安装式电容,使去耦电路的电感越小越好。
外部干扰如果通过接口侵入,则在EMC地区域就被去耦电容旁路到了机壳上,从而保护了内部电路正常安全工作。
(3)双面板的数字地通常采用梳状结构和网状结构。
(4)电源线与地线要结合一起考虑。
为减少供电用导线对的特性阻抗,电源线与地线应尽可能粗,并且相互靠近,使供电环路面积减小到最低程度。
电源线与地线在板两侧重叠走线,形成一对导线对,效果比电源线与地线在同侧平行走线好。
同一芯片的电源与地管脚,应连接到同一导线对。
(5)高频去耦电容与大容量钽电容的使用。
数字电路中,当逻辑门状态变化时,会在电源上产生一个很大地尖峰电流,形成瞬间的噪声电压。
这种情况普遍采用去耦电容,它为芯片提供了所需的电流,并且将电流变化局限在较小的范围内,减小了辐射。
(6)同样,为提高抗干扰能力,在主芯片组、高速芯片、时钟芯片、晶阵、功耗元件下我们总是尽可能地在器件下方两面都铺上地,并布满通孔。
(7)悬空的金属应该接地。
悬空的金属,特别是大面积的金属分布电容大,容易产生电场耦合。
金属构件间如果有电位差,就可能产生共模辐射,所以必须把它们良好接地。