PCB可靠性設(shè)計(jì)授課：李學(xué)斌2009年P(guān)CB工程師培訓(xùn)材料不穩(wěn)定因素干擾源敏感設(shè)備傳播途徑PCB設(shè)計(jì)理論知識(shí)PCB設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作1、器件2、布局3、速率4、信號(hào)線(xiàn)5、電源6、時(shí)鐘PCB的EMC分析基本定律克?；舴蚨桑喝魏螘r(shí)域信號(hào)由源到負(fù)載的傳輸都必須構(gòu)成一個(gè)完整的回路，一個(gè)頻域信號(hào)由源到負(fù)載的傳輸都必須有一個(gè)最低阻抗的路徑。法拉第電磁感應(yīng)定律：

當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路所限定面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在該回路上將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，其方向總是阻止該回路磁通量的變化。布局1、按照電路信號(hào)的流程安排各個(gè)元件的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。A、D電路要分開(kāi)2、以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。盡量減少和縮短各元器件之間的引線(xiàn)和連接。3、盡可能縮短高頻元件之間的連線(xiàn)，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。高速與低速數(shù)字電路分開(kāi)布局4、某些元器件和導(dǎo)線(xiàn)之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。高壓器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易接觸的地方。5、對(duì)于信號(hào)線(xiàn)，一定要防止信號(hào)線(xiàn)間的耦合問(wèn)題。騷擾源與敏感器件分開(kāi)6、重量超過(guò)14g的元器件，應(yīng)當(dāng)用支架固定，熱敏元件要遠(yuǎn)離發(fā)熱元件?？拷吙?mm內(nèi)不允許放置元件。7、對(duì)于電位器、可調(diào)電感、可調(diào)電容、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局，應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求，應(yīng)放置在便于調(diào)節(jié)的地方。印制電路板的布局當(dāng)高速、中速和低速數(shù)字電路混用時(shí)，在印制板上要給它們分配不同的布局區(qū)域。對(duì)低電平模擬電路和數(shù)字邏輯電路要盡可能地分離。背板的布局在各PCB板內(nèi)部模擬地與數(shù)字地要分開(kāi)，背板上的模擬地和數(shù)字地也要分開(kāi)AD轉(zhuǎn)換器的接地處理由于AD轉(zhuǎn)換器的模擬地和數(shù)字地已在轉(zhuǎn)換器內(nèi)匯接，因此PCB的模擬地和數(shù)字地的匯接點(diǎn)應(yīng)在轉(zhuǎn)換器下。接地地橋橋?qū)τ谟谔靥貏e別敏敏感感的的線(xiàn)線(xiàn)路路或或特特別別高高頻頻的的線(xiàn)線(xiàn)路路，，要要采采用用接接地地橋橋與與周周?chē)鷩€(xiàn)線(xiàn)路路隔隔離離，，同同時(shí)時(shí)又又可可保保證證參參考考電電平平一一致致。。布線(xiàn)線(xiàn)1、、輸輸入入輸輸出出導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)應(yīng)應(yīng)盡盡量量避避免免相相鄰鄰長(zhǎng)長(zhǎng)距距離離平平行行（（差差分分線(xiàn)線(xiàn)除除外外））。。接接地地線(xiàn)線(xiàn)至至少少應(yīng)應(yīng)為為1.5mm2、、印印制制傳傳輸輸線(xiàn)線(xiàn)拐拐彎彎處處一一般般走走圓圓弧弧型型或或135··3、、布布線(xiàn)線(xiàn)時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)避避免免使使用用大大面面積積銅銅箔箔，，如如必必須須使使用用最最好好使使用用柵柵格格狀狀，，并并用用過(guò)過(guò)孔孔連連接接到到地地。。4、、印印制制板板傳傳輸輸線(xiàn)線(xiàn)的的最最小小寬寬度度由由導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)與與基基板板間間的的粘粘附附強(qiáng)強(qiáng)度度及及流流過(guò)過(guò)的的電電流流決決定定的的，，也也要要考考慮慮阻阻抗抗的的控控制制和和生生產(chǎn)產(chǎn)加加工工能能力力。。20-H原原則則20－－H原原則則所有有的的具具有有一一定定電電壓壓的的印印制制板板都都會(huì)會(huì)向向空空間間輻輻射射電電磁磁能能量量，，為為減減小小這這個(gè)個(gè)效效應(yīng)應(yīng)，，印印制制板板的的物物理理尺尺寸寸都都應(yīng)應(yīng)該該比比最最靠靠近近的的接接地地板板的的物物理理尺尺寸寸小小20H，，其其中中H是是兩兩個(gè)個(gè)印印制制板板面面的的間間距距。。按按照照一一般般典典型型印印制制板板尺尺寸寸，，20H一一般般為為3mm左左右右。。2-W原原則則當(dāng)兩兩條條印印制制線(xiàn)線(xiàn)間間距距比比較較小小時(shí)時(shí)，，兩兩線(xiàn)線(xiàn)之之間間會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生電電磁磁串串?dāng)_擾，，串串音音會(huì)會(huì)使使有有關(guān)關(guān)電電路路功功能能失失常常。。為為避避免免發(fā)發(fā)生生這這種種干干擾擾，，應(yīng)應(yīng)保保持持任任何何線(xiàn)線(xiàn)條條問(wèn)問(wèn)距距不不小小于于二二倍倍的的印印制制線(xiàn)線(xiàn)條條寬寬度度，，即即不不小小于于2W，W為印印制制線(xiàn)線(xiàn)路路的的寬寬度度。。印印制制線(xiàn)線(xiàn)條條的的寬寬度度取取決決于于線(xiàn)線(xiàn)條條阻阻抗抗的的要要求求，，太太寬寬會(huì)會(huì)減減少少布布線(xiàn)線(xiàn)的的密密度度，，增增加加成成本本；；大大窄窄會(huì)會(huì)影影響響傳傳輸輸?shù)降浇K終端端的的信信號(hào)號(hào)的的波波形形和和強(qiáng)強(qiáng)度度。。過(guò)孔孔過(guò)孔孔一一般般被被使使用用在在多多層層印印制制電電路路版版中中。。當(dāng)當(dāng)是是高高速速信信號(hào)號(hào)時(shí)時(shí)，，過(guò)過(guò)孔孔產(chǎn)產(chǎn)生生1到到4nH的的電電感感和和0.3到到0.8pF的的電電容容到到路路徑徑。。因因此此，，當(dāng)當(dāng)鋪鋪設(shè)設(shè)高高速速信信號(hào)號(hào)通通道道時(shí)時(shí)，，過(guò)過(guò)孔孔應(yīng)應(yīng)該該被被保保持持到到絕絕對(duì)對(duì)的的最最小小。。對(duì)對(duì)于于高高速速的的并并行行線(xiàn)線(xiàn)(例例如如地地址址和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線(xiàn)線(xiàn))，，如如果果層層的的改改變變是是不不可可避避免免，，應(yīng)應(yīng)該該確確保保每每根根信信號(hào)號(hào)線(xiàn)線(xiàn)的的過(guò)過(guò)孔孔數(shù)數(shù)一一樣樣。。45度度角角的的路路徑徑與過(guò)過(guò)孔孔相相似似，，直直角角的的路路徑徑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)應(yīng)應(yīng)該該被被避避免免，，因因?yàn)闉樗谠趦?nèi)內(nèi)部部的的邊邊緣緣能能產(chǎn)產(chǎn)生生集集中中的的電電場(chǎng)場(chǎng)。。該該場(chǎng)場(chǎng)能能產(chǎn)產(chǎn)生生耦耦合合到到相相鄰鄰路路徑徑的的躁躁聲聲，，因因此此，，當(dāng)當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)路路徑徑時(shí)時(shí)全全部部的的直直角角路路徑徑應(yīng)應(yīng)該該采采用用45度度的的。。短截線(xiàn)短截線(xiàn)產(chǎn)生反反射，同時(shí)也也潛在增加波波長(zhǎng)可分的天天線(xiàn)到電路的的可能。雖然然短截線(xiàn)長(zhǎng)度度可能不是任任何在系統(tǒng)的的已知信號(hào)的的波長(zhǎng)的四分分之一整數(shù)，，但是附帶的的輻射可能在在短截線(xiàn)上產(chǎn)產(chǎn)生共鳴。因因此，避免在在傳送高頻率率和敏感的信信號(hào)路徑上使使用短截線(xiàn)。。印制板接地首先，要建立立分布參數(shù)的的概念，高于于一定頻率時(shí)時(shí)，任何金屬屬導(dǎo)線(xiàn)都要看看成是由電阻阻、電感構(gòu)成成的器件。所所以，接地引引線(xiàn)具有一定定的阻抗并且且構(gòu)成電氣回回路，不管是是單點(diǎn)接地還還是多點(diǎn)接地地，都必須構(gòu)構(gòu)成低阻抗回回路進(jìn)入真正正的地或機(jī)架架。25mm長(zhǎng)的典型的的印制線(xiàn)大約約會(huì)表現(xiàn)15nH到20nH的電感感，加上分布布電容的存在在，就會(huì)在接接地板和設(shè)備備機(jī)架之間構(gòu)構(gòu)成諧振電路路。印制板接地（（續(xù)〕其次，接地電電流流經(jīng)接地地線(xiàn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)產(chǎn)主傳輸線(xiàn)效效應(yīng)和天線(xiàn)效效應(yīng)。當(dāng)線(xiàn)條條長(zhǎng)度為1／／4波長(zhǎng)時(shí)，，可以表現(xiàn)出出很高的阻抗抗，接地線(xiàn)實(shí)實(shí)際上是開(kāi)路路的，接地線(xiàn)線(xiàn)反而成為向向外輻射的夭夭線(xiàn)。最后，接地板板上充滿(mǎn)高頻頻電流和干擾擾場(chǎng)形成的渦渦流，因此，，在接地點(diǎn)之之間構(gòu)成許多多回路，這些些回路的直徑徑（或接地點(diǎn)點(diǎn)間距）應(yīng)小小于最高頻率率波長(zhǎng)的1/20。區(qū)域分割時(shí)鐘電路電磁磁兼容設(shè)計(jì)技技巧首先要進(jìn)行恰恰當(dāng)?shù)牟季€(xiàn)，，布線(xiàn)層應(yīng)安安排與整塊金金屬平面相鄰鄰。這樣的安安排是為了產(chǎn)產(chǎn)生通量對(duì)消消作用。其次，時(shí)鐘電電路和高頻電電路是主要的的干擾和輻射射源一定要單單獨(dú)安排、遠(yuǎn)遠(yuǎn)離敏感電路路。選擇恰當(dāng)?shù)钠髌骷窃O(shè)計(jì)成成功的重要因因素，特別在在選擇邏輯器器件時(shí)，盡量量選上升時(shí)間間比五納秒長(zhǎng)長(zhǎng)的器件，決決不要選比電電路要求時(shí)序序快的邏輯器器件。時(shí)鐘輸出布線(xiàn)線(xiàn)時(shí)不要采用用向多個(gè)部件件直接串行地地連接〔稱(chēng)為為菊花式連接接〕；而應(yīng)該該經(jīng)緩存器分分別向其它多多個(gè)部件直接接提供時(shí)鐘信信號(hào)。高頻時(shí)鐘高頻時(shí)鐘（20MHz以以上的時(shí)鐘，，或上升沿少少于5ns的的時(shí)鐘）必須須有地線(xiàn)護(hù)送送。時(shí)鐘的線(xiàn)寬至至少10mil，護(hù)送地地線(xiàn)的線(xiàn)寬至至少20mil。高頻信信號(hào)線(xiàn)的保護(hù)護(hù)地線(xiàn)兩端必必需由過(guò)孔與與地層相連，，且每5cm左右要打過(guò)過(guò)孔與地層相相連。時(shí)鐘發(fā)送側(cè)必必須串接一個(gè)個(gè)22－220歐姆左右右的阻尼電阻阻。（消弱振振鈴）屏蔽問(wèn)題在晶振／時(shí)鐘鐘芯片下加地地敷銅防止串串?dāng)_高頻時(shí)鐘地線(xiàn)線(xiàn)護(hù)送差分信號(hào)差分信號(hào)要求求在同一層上上且盡可能的的靠近平行走走線(xiàn)，差分信信號(hào)之間不允允許插入任何何信號(hào)。并要要求等長(zhǎng)。高頻數(shù)字總線(xiàn)線(xiàn)頻率在50MHz以上的的高頻數(shù)字總總線(xiàn)，應(yīng)盡可可能考慮總線(xiàn)線(xiàn)中的每條信信號(hào)線(xiàn)均串接接一個(gè)22-300歐姆姆左右的阻尼尼電阻，頻率率在75MHz以上時(shí)，，必須串接阻阻尼電阻。阻阻尼電阻必須須放在發(fā)送側(cè)側(cè)并盡可能靠靠近發(fā)送器件件。邏輯電路的使使用凡是能不用高高速邏輯電路路的地方就不不要用高速邏邏輯電路。注意在IC近近端的電源和和地之間加旁旁路去耦電容容（一般為104）。注意長(zhǎng)線(xiàn)傳輸輸過(guò)程中的波波形畸變。線(xiàn)間的電磁耦耦合對(duì)于磁場(chǎng)耦合來(lái)說(shuō)，兩電路路間的耦合情情況與干擾信信號(hào)的頻率、、線(xiàn)路上流動(dòng)動(dòng)的電流、線(xiàn)線(xiàn)路間的距離離、線(xiàn)路的離離地高度、耦耦合路徑的長(zhǎng)長(zhǎng)度以及屏蔽蔽層的接地方方式有關(guān)。對(duì)電容耦合來(lái)說(shuō)，電路間間的耦合情況況同樣也與干干擾信號(hào)的頻頻率、線(xiàn)間距距離、屏蔽情情況、線(xiàn)路上上的電壓高低低等因素有關(guān)關(guān)。磁場(chǎng)耦合的抑抑制方法減小干擾源和和敏感電路的的環(huán)路面積。。最好的辦法法是使用雙絞絞線(xiàn)和屏蔽線(xiàn)線(xiàn)，讓信號(hào)線(xiàn)線(xiàn)與接地線(xiàn)（（或載流回路路）扭絞在一一起，以便使使信號(hào)與接地地線(xiàn)（或載流流回路）之間間的距離最近近。增大線(xiàn)間的距距離，使得干干擾源與受感感應(yīng)的線(xiàn)路之之間的互感盡盡可能地小。。如有可能，使使得干擾源的的線(xiàn)路與受感感應(yīng)的線(xiàn)路呈呈直角（或接接近直角）布布線(xiàn)，這樣可可大大降低兩兩線(xiàn)路間的耦耦合電場(chǎng)耦合的抑抑制方法增大線(xiàn)路間的的距離是減小小電容耦合的的最好辦法。。采用屏蔽層，，屏蔽層要接接地。降低敏感線(xiàn)路路的輸入阻抗抗。這對(duì)CMOS電路比比較有效，這這是因?yàn)镃MOS電路的的輸入阻抗很很高，與靜電電容分壓后，，干擾信號(hào)加加到CMOS電路輸入端端子上成分很很高。如有可可能，在CMOS電路的的人口端對(duì)地地并聯(lián)一個(gè)電電容或一個(gè)阻阻值較低的電電阻，這可以以降低線(xiàn)路的的輸入阻抗，，從而降低因因靜電容而引引入的干擾。。如有可能，敏敏感電路采用用平衡線(xiàn)路作作輸入，平衡衡線(xiàn)路不接地地。這樣干擾擾源對(duì)平衡線(xiàn)線(xiàn)路人口所施施加的是共模模干擾，利用用平衡線(xiàn)路固固有的共模抑抑制能力，克克服干擾源對(duì)對(duì)敏感線(xiàn)路的的干擾。元器件的選用用元件組有引腳的和無(wú)無(wú)引腳的元件件。有引腳線(xiàn)元件件有寄生效果果，尤其在高高頻時(shí)。該引引腳形成了一一個(gè)小電感，，大約是1nH/mm/引腳。引腳腳的末端也能能產(chǎn)生一個(gè)小小電容性的效效應(yīng)，大約有有4pF。因因此，引腳的的長(zhǎng)度應(yīng)盡可可能的短。與有引腳的元元件相比，無(wú)無(wú)引腳且表面面貼裝的元件件的寄生效果果要小一些。。其典型值為為：0.5nH的寄生電電感和約0.3pF的終終端電容。電阻在放大器的設(shè)設(shè)計(jì)中，電阻阻的選擇非常常重要。在高高頻環(huán)境下，，電阻的阻抗抗會(huì)因?yàn)殡娮枳璧碾姼行?yīng)應(yīng)而增加。因因此，增益控控制電阻的位位置應(yīng)該盡可可能的靠近放放大器電路以以減少電路板板的電感。在上拉/下拉拉電阻的電路路中，晶體管管或集成電路路的快速切換換會(huì)增加上升升時(shí)間。為了了減小這個(gè)影影響，所有的的偏置電阻必必須盡可能靠靠近有源器件件及他的電源源和地，從而而減少PCB連線(xiàn)的電感感。在穩(wěn)壓（整流流）或參考電電路中，直流流偏置電阻應(yīng)應(yīng)盡可能地靠靠近有源器件件以減輕去耦耦效應(yīng)（即改改善瞬態(tài)響應(yīng)應(yīng)時(shí)間）。在在RC濾波網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，線(xiàn)繞繞電阻的寄生生電感很容易易引起本機(jī)振振蕩，所以必必須考慮由電電阻引起的電電感效應(yīng)電容1、旁路電容容2、去耦電容容3、儲(chǔ)能電容容旁路電容旁路電容的作作用是從元件件或電纜中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移出不想要要的共模RF能量。在在電路中產(chǎn)生生一個(gè)交流分分路，從而消消去進(jìn)入易敏敏感區(qū)德那些些不需要的能能量。旁路電電容一般作為為高頻電路旁旁路器件來(lái)減減少對(duì)電源模模塊的瞬態(tài)電電流需求，一一般10uf~470uf。去耦電容用來(lái)濾除高頻頻器件在PCB電源或芯芯片電源引腳腳上引起的輻輻射電流。提提供一個(gè)局部部的直流電源源給有源器件件，以減少開(kāi)開(kāi)關(guān)噪聲在板板上的傳播并并抑制噪聲對(duì)對(duì)其他芯片的的干擾。去耦電容離芯芯片越近越好好，原則上集集成電路的每每一個(gè)電源引引腳都應(yīng)布置置一個(gè)0.01uf的瓷瓷片電容。去耦電容與旁旁路電容的區(qū)區(qū)別旁路是把輸入入信號(hào)中的干干擾作為濾除除對(duì)象，而去去耦是把輸出出信號(hào)的干擾擾作為濾除對(duì)對(duì)象，防止干干擾信號(hào)返回回電源。這應(yīng)應(yīng)該是他們的的本質(zhì)區(qū)別。。電容諧振如圖所示，電電容在低于諧諧振頻率時(shí)呈呈現(xiàn)容性，而而后，電容將將因?yàn)橐€(xiàn)長(zhǎng)長(zhǎng)度和布線(xiàn)自自感呈現(xiàn)感性性。電容的諧振頻頻率表電容諧振問(wèn)題題的解決方法法采用一個(gè)大容容量的電容器器與一個(gè)小容容量的電容器器并聯(lián)的方法法可以有效地地改善自諧振振頻率特性，，當(dāng)大容量的的電容器達(dá)到到諧振點(diǎn)時(shí)，，大電容的阻阻抗開(kāi)始隨頻頻率增加而變變大；小容量量的電容器尚尚未達(dá)到諧振振點(diǎn)，仍然隨隨頻率增加而而變小并將對(duì)對(duì)旁路電流起起主導(dǎo)作用。。多個(gè)去耦電容容的并聯(lián)能提提供6dB增增益以抑制有有源器件開(kāi)關(guān)關(guān)造成的射頻頻電流。兩個(gè)個(gè)電容的取值值應(yīng)相差兩個(gè)個(gè)數(shù)量級(jí)以提提供更有效的的去耦（如0.1μF+0.001μμF并聯(lián)）EMC設(shè)計(jì)EMC設(shè)計(jì)接地（Grounding)屏蔽(Shielding)濾波(Filtering)接地(Grounding)接地的目的一一是防電擊，，一是去除干干擾?？蓪⒔咏拥胤譃閮纱蟠箢?lèi)：安全接地(SafetyGrounding)信號(hào)接地安全接地(SafetyGrounding)安全接地是指指接大地(Earthing)，也也就是將電氣氣設(shè)備的外殼殼以低阻抗導(dǎo)導(dǎo)體連接大當(dāng)當(dāng)人員意外觸觸及時(shí)不易遭遭受電擊。信號(hào)接地信號(hào)接地除提提供參考點(diǎn)之之外，同時(shí)還還可以大量消消除雜訊的干干擾。由于雜雜訊本身的特特性，考慮接接地時(shí)有不同同的處理方法法：?jiǎn)吸c(diǎn)接地多點(diǎn)接地復(fù)合式接地單點(diǎn)接地系統(tǒng)或裝備上上僅有一點(diǎn)接接地，分為：：串聯(lián)單點(diǎn)接地地；并聯(lián)單點(diǎn)接地地；串聯(lián)單點(diǎn)接地地若系統(tǒng)各線(xiàn)路路或裝備所產(chǎn)產(chǎn)生或需要的的能量變化太太大，則不適適用串聯(lián)單點(diǎn)點(diǎn)接地，因?yàn)闉楦吣芰康木€(xiàn)線(xiàn)路或裝備所所產(chǎn)生大量的的地電位會(huì)嚴(yán)嚴(yán)重地影響低低能量線(xiàn)路或或裝備的正常常運(yùn)作。并聯(lián)單點(diǎn)接地地并聯(lián)單點(diǎn)接地地最大的缺點(diǎn)點(diǎn)是耗時(shí)費(fèi)料料，由于接地地線(xiàn)太多太長(zhǎng)長(zhǎng)，以至增加加各地阻抗，，尤其在高頻頻范圍中更加加嚴(yán)重。多點(diǎn)接地在頻率低于10MHz時(shí)時(shí)，較適于單單點(diǎn)接地。若若在高頻(>10MHz)情況下，，由于接地線(xiàn)線(xiàn)的長(zhǎng)度以及及接地電路的的影響，故單單點(diǎn)接地?zé)o法法達(dá)到去除干干擾的效果，，此時(shí)就得使使用多點(diǎn)接地地。此時(shí)接地地線(xiàn)的長(zhǎng)度亦亦應(yīng)盡量縮短短。下圖各接接地點(diǎn)可視為為機(jī)殼或接地地板：復(fù)合式接地復(fù)合式單點(diǎn)接接地將線(xiàn)路或或裝備加以歸歸類(lèi)，而同時(shí)時(shí)使用串聯(lián)與與并聯(lián)法，可可同時(shí)兼顧降降低雜訊以及及減化施工與與節(jié)省用料。。機(jī)架系統(tǒng)的接接地樹(shù)（例〕〕背板背板背板背板背板工作地電源地保護(hù)地注意由于頻率的關(guān)關(guān)系，無(wú)論何何種接地方法法均應(yīng)盡量縮縮短接地線(xiàn)，，否則其非但但增加阻抗，，同時(shí)更會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生輻射雜訊訊，因其作用用有如天線(xiàn)，，接地線(xiàn)的長(zhǎng)長(zhǎng)度L<λ/20。不論何種接地地法，最大的的困擾均起自自于地電流的的產(chǎn)生，因此此去除地環(huán)路路就成了設(shè)計(jì)計(jì)者的考驗(yàn)。。接地環(huán)路下圖即為接地地環(huán)路的形成成：打破接地環(huán)路路的方法數(shù)字地和模擬擬地分割常用的電纜雙絞線(xiàn)線(xiàn)同軸電電纜帶狀電電纜注意之之一接地線(xiàn)線(xiàn)愈短短愈好好；電纜屏屏蔽層層終接接時(shí)應(yīng)應(yīng)環(huán)接接；電子線(xiàn)線(xiàn)路中中及低低頻使使用時(shí)時(shí)應(yīng)規(guī)規(guī)劃不不同的的接地地系統(tǒng)統(tǒng)以配配合不不同之之回路路（Return））,如信信號(hào)、、屏蔽蔽、電電源、、機(jī)殼殼或組組架。。唯這這些回回路最最后可可接在在一起起，然然后以以單點(diǎn)點(diǎn)接地地；接地面面應(yīng)具具有高高傳導(dǎo)導(dǎo)性（（Conductivity）；；線(xiàn)路中中之元元件若若經(jīng)常常產(chǎn)生生大量量的急急變電電流，，則該該線(xiàn)路路應(yīng)備備有單單獨(dú)的的接地地系統(tǒng)統(tǒng)，或或至少少應(yīng)備備有單單獨(dú)之之回路路，以以免影影響其其它線(xiàn)線(xiàn)路。。低能量量信號(hào)號(hào)之接接地應(yīng)應(yīng)與其其它接接地隔隔離；；切忌雙雙股電電纜分分開(kāi)安安裝；；注意之之二低頻宜宜采用用單點(diǎn)點(diǎn)接地地系統(tǒng)統(tǒng)，高高頻應(yīng)應(yīng)采用用多點(diǎn)點(diǎn)接地地系統(tǒng)統(tǒng)；良好的的接地地系統(tǒng)統(tǒng)；減少由由共同同導(dǎo)體體所引引入的的雜訊訊電壓壓，盡盡量避避免產(chǎn)產(chǎn)生接接地環(huán)環(huán)路；；已接地地的放放大器器接于于未接接地之之電源源，其其輸入入導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)之屏屏蔽應(yīng)應(yīng)接于于放大大器之之接地地點(diǎn)。。若未未接地地之放放大器器接于于接地地之電電源，，則輸輸入導(dǎo)導(dǎo)線(xiàn)之之屏蔽蔽應(yīng)于于電源源端接接地。。高增增益放放大器器之屏屏蔽應(yīng)應(yīng)接于于放大大器之之接地地點(diǎn)；；若信號(hào)號(hào)線(xiàn)路路兩端端接地地，則則所產(chǎn)產(chǎn)生的的接地地環(huán)路路易受受磁場(chǎng)場(chǎng)及地地電位位差的的干擾擾；去除接接地環(huán)環(huán)路的的方法法有使使用隔隔離變變壓器器、光光電耦耦合器器、差差動(dòng)放放大器器、扼扼流圈圈。搭接的的功能能搭接是是在兩兩金屬屬之間間建立立一低低阻抗抗通路路，其其目的的在為為電流流提供供一均均稱(chēng)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)體以以避免免干擾擾。處理良良好的的搭接接能徹徹底發(fā)發(fā)揮屏屏蔽與與濾波波的功功能，，減少少接地地系統(tǒng)統(tǒng)中的的射頻頻電位位差，，以及及電流流環(huán)路路，并并可防防止靜靜電產(chǎn)產(chǎn)生，，減少少雷擊擊與電電磁脈脈沖的的危險(xiǎn)險(xiǎn)，同同時(shí)能能防止止人員員誤遭遭電擊擊。然而未未經(jīng)仔仔細(xì)處處理的的搭接接會(huì)增增加干干擾的的程度度，此此誠(chéng)不不良之之設(shè)計(jì)計(jì)較不不設(shè)計(jì)計(jì)為害害更甚甚。搭接的的形態(tài)態(tài)直接搭搭接：即搭搭接體體間之之直接接連接接；間接搭搭接：即搭搭接體體間以以金屬屬導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)相連連，其其適合合于經(jīng)經(jīng)常移移動(dòng)的的裝備備，以以及將將安裝裝防震震墊〔〔ShockMounts〕的的裝備備，間間接搭搭接時(shí)時(shí)應(yīng)特特別注注意共共振效效應(yīng)（（ResonantEffect））,否否則引引入雜雜訊。。搭接的的方法法有熔接接(Welding)、、硬焊焊〔Brazing〕、、軟焊焊（Sweating））、砧砧接〔〔Swaging〕〕、鉚鉚接(Riveting)以以及螺螺絲連連接。。搭接之之處理理搭接時(shí)時(shí)，金金屬面面應(yīng)予予以清清潔，，不得得有油油漆或或其它它雜物物，搭搭接完完成后后，可可涂以以油漆漆或施施以其其它之之防蝕蝕保護(hù)護(hù)。此此外，，搭接接時(shí)應(yīng)應(yīng)考慮慮不同同金屬屬之電電化效效應(yīng)，，并應(yīng)應(yīng)盡量量減少少接觸觸鹽水水、汽汽油等等，以以防電電能作作用。。若電能能特性性相去去甚遠(yuǎn)遠(yuǎn)的兩兩金屬屬欲搭搭接在在一起起，應(yīng)應(yīng)以介介于其其間的的金屬屬為墊墊圈置置于該該兩金金屬間間，鉚接及及螺紋紋搭接接鉚接有均勻勻、省省時(shí)的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，但但其使使用彈彈性不不如以以螺釘釘搭接接，且且防蝕蝕能力力不如如熔接接、軟軟硬焊焊。鉚鉚接時(shí)時(shí)鉚孔孔應(yīng)與與鉚釘釘緊密密接合合，鉚鉚孔邊邊不得得有油油漆。。螺紋搭搭接時(shí)應(yīng)注注意墊墊圈材材料的的選擇擇及安安放位位置，，通常常均戴戴墊圈圈(LoadDistributionWasher)直接接置于于螺栓栓頭（（BoltHead））或殼殼帽之之下，，而鎖鎖緊墊墊圈（（LockWasher））則應(yīng)應(yīng)置于于螺帽帽與均均戴墊墊圈之之間。。此外外，千千萬(wàn)別別將帶帶齒鎖鎖緊墊墊圈置置于兩兩搭接接金屬屬之間間。注意要有效效地達(dá)達(dá)到搭搭接的的功能能，應(yīng)應(yīng)使搭搭接的的金屬屬緊密密地連連接，，連接接面應(yīng)應(yīng)均勻勻、干干凈，，其間間不得得有非非傳導(dǎo)導(dǎo)性之之物質(zhì)質(zhì)。固固定時(shí)時(shí)應(yīng)防防止變變形、、震動(dòng)動(dòng)、搖搖擺。。應(yīng)盡盡量將將類(lèi)似似金屬屬相搭搭接，，不得得已時(shí)時(shí)可使使用墊墊圈。。應(yīng)盡盡量使使用直直接搭搭接，，若情情況不不許可可時(shí)得得使用用搭接接線(xiàn)，，惟使使用搭搭接線(xiàn)線(xiàn)時(shí)應(yīng)應(yīng)考慮慮：·線(xiàn)之之長(zhǎng)度度愈短短愈好好，電電感電電容比比愈小小愈好好；·線(xiàn)之之電化化次序序應(yīng)低低于搭搭接物物；·長(zhǎng)寬寬比應(yīng)應(yīng)小于于5；；·應(yīng)直直接與與搭接接物相相接；；·不得得使用用自攻攻螺紋紋（Self-TappingScrew））。屏蔽屏蔽能能有效效地抑抑制通通過(guò)空空間傳傳播的的電磁磁干擾擾。采采用屏屏蔽的的目的的有兩兩個(gè)：：一是是限制制內(nèi)部部的輻輻射電電磁能能越過(guò)過(guò)某一一區(qū)域域；二二是防防止外外來(lái)的的輻射射進(jìn)入入某一一區(qū)域域。屏蔽按按其機(jī)機(jī)理可可分為為電場(chǎng)場(chǎng)屏蔽蔽、磁磁場(chǎng)屏屏蔽和和電磁磁場(chǎng)屏屏蔽。。電場(chǎng)屏屏蔽的的機(jī)理理AABBC1C2UAUBUASC2C3C4圖1：電場(chǎng)感應(yīng)示意圖圖2：電場(chǎng)屏蔽作用的分析電場(chǎng)屏屏蔽的的設(shè)計(jì)計(jì)要點(diǎn)點(diǎn)為了獲獲得良良好的的電場(chǎng)場(chǎng)屏蔽蔽效果果，注注意以以下幾幾點(diǎn)是是必要要的：：屏蔽板以靠靠近受保護(hù)護(hù)物為好，，而且屏蔽蔽板的接地地必須良好好。此舉目目的是增大大C4的值；屏蔽板的形形狀對(duì)屏蔽蔽效能的高高低有明顯顯影響。例例如，全封封閉的金屬屬盒可以有有最好的電電場(chǎng)屏蔽效效果，而開(kāi)開(kāi)孔或帶縫縫隙的屏蔽蔽盒，其屏屏蔽效能都都會(huì)受到不不同程度的的影響。此此舉主要是是影響剩余余電容C1′的值；屏蔽板的材材料以良導(dǎo)導(dǎo)體為好，，但對(duì)厚度度并無(wú)要求求，只要有有足夠強(qiáng)度度就可以了了。磁場(chǎng)屏蔽的的機(jī)理磁場(chǎng)屏蔽通通常是對(duì)直直流或甚低低頻磁場(chǎng)的的屏蔽，其其效果比對(duì)對(duì)電場(chǎng)屏蔽蔽和電磁場(chǎng)場(chǎng)屏蔽要差差得多，因因此磁場(chǎng)屏屏蔽是個(gè)棘棘手的問(wèn)題題。磁場(chǎng)屏蔽主主要是依賴(lài)賴(lài)高導(dǎo)磁材材料所具有有的低磁阻阻，對(duì)磁通通起著分路路的作用，，使得屏蔽蔽體內(nèi)部的的磁場(chǎng)大大大減弱。H1H0磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理磁場(chǎng)屏蔽的的設(shè)計(jì)要點(diǎn)點(diǎn)提高磁場(chǎng)屏屏蔽效能的的主要措施施有：選用高導(dǎo)磁磁率的材料料，如坡莫莫合金；增加屏蔽體體的壁厚；；以上兩條均均是為了減減少屏蔽體體的磁阻；；被屏蔽的物物體不要安安排在緊靠靠屏蔽體的的位置上，，以盡量減減少通過(guò)被被屏蔽物體體體內(nèi)的磁磁通；注意磁屏蔽蔽體的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)，凡凡接縫、通通風(fēng)孔等均均可能增加加磁屏蔽體體的磁阻，，從而降低低屏蔽效果果。為此，，可以讓縫縫隙或長(zhǎng)條條形通風(fēng)孔孔循著磁場(chǎng)場(chǎng)方向分布布，這有利利于屏蔽體體在磁場(chǎng)方方向的磁阻阻減小；磁場(chǎng)屏蔽的的設(shè)計(jì)要點(diǎn)點(diǎn)（續(xù)〕對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)的屏蔽可可采用雙層層磁屏蔽體體的結(jié)構(gòu)。。對(duì)要屏蔽蔽外部強(qiáng)磁磁場(chǎng)的，則則屏蔽體外外層要選用用不易磁飽飽和的材料料，如硅鋼鋼等；而內(nèi)內(nèi)部可選用用容易達(dá)到到飽和的高高導(dǎo)磁材料料，如坡莫莫合金等。。反之，如如果要屏蔽蔽內(nèi)部強(qiáng)磁磁場(chǎng)時(shí)，則則材料排列列次序要倒倒過(guò)來(lái)。在在安裝內(nèi)外外兩層屏蔽蔽體時(shí)，要要注意彼此此間的磁絕絕緣。當(dāng)沒(méi)沒(méi)有接地要要求時(shí)，可可用絕緣材材料做支撐撐件。若需需要接地時(shí)時(shí)，可選用用非鐵磁材材料（如銅銅、鋁）做做支撐件。。但從屏蔽蔽體能兼有有防止電場(chǎng)場(chǎng)感應(yīng)的目目的出發(fā)，，一般還是是要接地的的。電磁場(chǎng)屏蔽蔽的機(jī)理電磁屏蔽體體對(duì)電磁的的衰減主要要是基于電電磁波的反反射和電磁磁波的吸收收兩種方式式。H1/E1H0/E0電磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理電磁場(chǎng)屏蔽蔽的機(jī)理（（續(xù)〕與前面已講講述的電場(chǎng)場(chǎng)屏蔽及磁磁場(chǎng)屏蔽的的機(jī)理不同同，電磁屏屏蔽對(duì)于電電磁波的衰衰減有三種種不同的機(jī)機(jī)理：當(dāng)電磁波在在到達(dá)屏蔽蔽體表面時(shí)時(shí)，由于空空氣與金屬屬的交界面面上阻抗的的不連續(xù)，，對(duì)入射波波產(chǎn)生的反反射。這種種反射不要要求屏蔽材材料必須有有一定厚度度，只要求求交界面上上的不連續(xù)續(xù)；未被表面反反射掉而進(jìn)進(jìn)入屏蔽體體的能量，，在體內(nèi)向向前傳播的的過(guò)程中，，被屏蔽材材料所衰減減。這種物物理過(guò)程被被稱(chēng)為吸收收；在屏蔽體內(nèi)內(nèi)尚未衰減減掉的剩余余能量，傳傳到材料的的另一表面面時(shí)，在遇遇到金屬與與空氣不連連續(xù)的交界界面時(shí)，會(huì)會(huì)形成再次次反射，并并重新返回回屏蔽體內(nèi)內(nèi)。這種反反射在兩個(gè)個(gè)金屬的交交界面上可可能有多次次的反射。。屏蔽效能的的計(jì)算屏蔽效能S＝A＋R＋B（（dB））上式中A為為吸收損耗耗，R為反反射損耗，，B為正或或負(fù)的修正正項(xiàng)；當(dāng)A大于15dB時(shí)，，B可忽略略不計(jì)，B是由屏蔽蔽體內(nèi)反射射波所引起起的。上式中的各各項(xiàng)可以視視為相對(duì)于于銅材料的的導(dǎo)電系數(shù)數(shù)σ和導(dǎo)磁率μ，頻率f（（Hz）以以及所存在在的各種物物理參數(shù)的的函數(shù)。濾波濾波器的特特性插入損耗是在裝置濾濾波器前后后負(fù)載端所所接收能量量之差異頻率特性是在裝置濾濾波器時(shí)插插入損耗與與頻率之對(duì)對(duì)應(yīng)值。阻抗匹配額定電壓、、電流絕緣電阻尺寸、重量量使用環(huán)境可靠性干擾的方式式共模干擾是指電源線(xiàn)線(xiàn)對(duì)大地，，或中線(xiàn)對(duì)對(duì)大地之間間的電位差差。差模干擾存在于電源源相線(xiàn)與中中線(xiàn)之間。。濾波器的種種類(lèi)常用的電源源濾波器濾波器的安安裝首先，濾波波器的外殼殼與設(shè)備的的金屬機(jī)殼殼要有可靠靠的接觸。。設(shè)備的金金屬機(jī)殼應(yīng)應(yīng)該接大地地。其次，濾波波器引線(xiàn)與與安裝位置置也是很有有講究的問(wèn)問(wèn)題。開(kāi)關(guān)電源的的EMI設(shè)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的的設(shè)計(jì)流程程建立開(kāi)關(guān)電電源布局的的最好方法法與其電氣氣設(shè)計(jì)相似似，最佳設(shè)設(shè)計(jì)流程如如下：·放置變壓壓器或電感感·設(shè)計(jì)電源源開(kāi)關(guān)交流流回路·設(shè)計(jì)輸出出整流交流流回路·連接輸入入信號(hào)源電電流電路·設(shè)計(jì)輸入入電流源回回路和輸入入濾波器·設(shè)計(jì)輸出出負(fù)載電流流回路和輸輸出濾波器器主要回路布布置原則每個(gè)回路的的三種主要要的元件(濾波電容容、電源開(kāi)開(kāi)關(guān)或整流流器、電感感或變壓器器)