1、電磁兼容設(shè)計(jì)講座,可靠性部謝玉明,定義,電磁兼容（EMC)： Electromagnetic Compatibility 電磁干擾（EMI)： Electromagnetic Interference 電磁敏感性（EMS： Electromagnetic Susceptibility,為什么要考慮EMC？,國(guó)內(nèi)外技術(shù)壁壘、強(qiáng)制要求 產(chǎn)品的可靠性,EMI試驗(yàn):(參照CISPR22/GB9254),傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn) 輻射發(fā)射試驗(yàn),EMS試驗(yàn) (GB/T17626.系列),靜電放電抗擾性試驗(yàn)（.2） 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾性試驗(yàn)（.3） 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn)（.4） 雷擊浪涌抗擾性試驗(yàn)（.5） 射頻場(chǎng)

2、傳導(dǎo)抗擾性試驗(yàn)（.6） 工頻磁場(chǎng)抗擾性試驗(yàn)（.8） 電壓瞬時(shí)跌落,短時(shí)中斷和電壓漸 變的抗擾性試驗(yàn)（.11）,何時(shí)解決EMC,EMC 三要素,干擾源 敏感設(shè)備 傳播途徑,EMC設(shè)計(jì),接地（Grounding) 屏蔽(Shielding) 濾波(Filtering) 內(nèi)部設(shè)計(jì)（PCB板,EMC設(shè)計(jì)三階段,問(wèn)題解決階段 規(guī)范設(shè)計(jì)階段 分析預(yù)測(cè)階段,接地(Grounding),接地的目的一是防電擊，一是去除干擾?？蓪⒔拥胤譃閮纱箢悾?安全接地(Safety Grounding) 信號(hào)接地,安全接地(Safety Grounding),安全接地是指接大地(Earthing)，也就是將電氣設(shè)備的外殼以低

3、阻抗導(dǎo)體連接大當(dāng)人員意外觸及時(shí)不易遭受電擊。,信號(hào)接地,信號(hào)接地除提供參考點(diǎn)之外，同時(shí)還可以大量消除雜訊的干擾。由于雜訊本身的特性，考慮接地時(shí)有不同的處理方法： 單點(diǎn)接地 多點(diǎn)接地 復(fù)合式接地,單點(diǎn)接地,系統(tǒng)或裝備上僅有一點(diǎn)接地，分為： 串聯(lián)單點(diǎn)接地； 并聯(lián)單點(diǎn)接地；,串聯(lián)單點(diǎn)接地,若系統(tǒng)各線路或裝備所產(chǎn)生或需要的能量變化太大，則不適用串聯(lián)單點(diǎn)接地，因?yàn)楦吣芰康木€路或裝備所產(chǎn)生大量的地電位會(huì)嚴(yán)重地影響低能量線路或裝備的正常運(yùn)作。,并聯(lián)單點(diǎn)接地,并聯(lián)單點(diǎn)接地最大的缺點(diǎn)是耗時(shí)費(fèi)料，由于接地線太多太長(zhǎng)，以至增加各地阻抗，尤其在高頻范圍中更加嚴(yán)重。,多點(diǎn)接地,在頻率低于10MHz時(shí)，較適于單點(diǎn)接地。若

4、在高頻(10MHz)情況下，由于接地線的長(zhǎng)度以及接地電路的影響，故單點(diǎn)接地?zé)o法達(dá)到去除干擾的效果，此時(shí)就得使用多點(diǎn)接地。此時(shí)接地線的長(zhǎng)度亦應(yīng)盡量縮短。下圖各接地點(diǎn)可視為機(jī)殼或接地板：,復(fù)合式接地,復(fù)合式單點(diǎn)接地將線路或裝備加以歸類，而同時(shí)使用串聯(lián)與并聯(lián)法，可同時(shí)兼顧降低雜訊以及減化施工與節(jié)省用料。,機(jī)架系統(tǒng)的接地樹（例,注意,由于頻率的關(guān)系，無(wú)論何種接地方法均應(yīng)盡量縮短接地線，否則其非但增加阻抗，同時(shí)更會(huì)產(chǎn)生輻射雜訊，因其作用有如天線，接地線的長(zhǎng)度L/20。 不論何種接地法，最大的困擾均起自于地電流的產(chǎn)生，因此去除地環(huán)路就成了設(shè)計(jì)者的考驗(yàn)。,接地環(huán)路,下圖即為接地環(huán)路的形成：,打破接地環(huán)路的方

5、法,常用的電纜,雙絞線 同軸電纜 帶狀電纜,注意之一,接地線愈短愈好； 電纜屏蔽層終接時(shí)應(yīng)環(huán)接； 電子線路中及低頻使用時(shí)應(yīng)規(guī)劃不同的接地系統(tǒng)以配合不同之回路（Return）,如信號(hào)、屏蔽、電源、機(jī)殼或組架。唯這些回路最后可接在一起，然后以單點(diǎn)接地； 接地面應(yīng)具有高傳導(dǎo)性（Conductivity）； 線路中之元件若經(jīng)常產(chǎn)生大量的急變電流，則該線路應(yīng)備有單獨(dú)的接地系統(tǒng)，或至少應(yīng)備有單獨(dú)之回路，以免影響其它線路。 低能量信號(hào)之接地應(yīng)與其它接地隔離； 切忌雙股電纜分開安裝；,注意之二,低頻宜采用單點(diǎn)接地系統(tǒng)，高頻應(yīng)采用多點(diǎn)接地系統(tǒng)； 良好的接地系統(tǒng)； 減少由共同導(dǎo)體所引入的雜訊電壓，盡量避免產(chǎn)生接地

6、環(huán)路； 已接地的放大器接于未接地之電源，其輸入導(dǎo)線之屏蔽應(yīng)接于放大器之接地點(diǎn)。若未接地之放大器接于接地之電源，則輸入導(dǎo)線之屏蔽應(yīng)于電源端接地。高增益放大器之屏蔽應(yīng)接于放大器之接地點(diǎn)； 若信號(hào)線路兩端接地，則所產(chǎn)生的接地環(huán)路易受磁場(chǎng)及地電位差的干擾； 去除接地環(huán)路的方法有使用隔離變壓器、光電耦合器、差動(dòng)放大器、扼流圈。,搭接的功能,搭接是在兩金屬之間建立一低阻抗通路，其目的在為電流提供一均稱的結(jié)構(gòu)體以避免干擾。 處理良好的搭接能徹底發(fā)揮屏蔽與濾波的功能，減少接地系統(tǒng)中的射頻電位差，以及電流環(huán)路，并可防止靜電產(chǎn)生，減少雷擊與電磁脈沖的危險(xiǎn)，同時(shí)能防止人員誤遭電擊。 然而未經(jīng)仔細(xì)處理的搭接會(huì)增加干擾

7、的程度，此誠(chéng)不良之設(shè)計(jì)較不設(shè)計(jì)為害更甚。,搭接的形態(tài),直接搭接：即搭接體間之直接連接； 間接搭接：即搭接體間以金屬導(dǎo)線相連，其適合于經(jīng)常移動(dòng)的裝備，以及將安裝防震墊Shock Mounts的裝備，間接搭接時(shí)應(yīng)特別注意共振效應(yīng)（Resonant Effect）,否則引入雜訊。 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(shí)，金屬面應(yīng)予以清潔，不得有油漆或其它雜物，搭接完成后，可涂以油漆或施以其它之防蝕保護(hù)。此外，搭接時(shí)應(yīng)考慮不同金屬之電化效應(yīng)，并應(yīng)盡量減少接觸鹽水、汽油等，以防電能作

8、用。 若電能特性相去甚遠(yuǎn)的兩金屬欲搭接在一起，應(yīng)以介于其間的金屬為墊圈置于該兩金屬間，,金屬電化次序,陽(yáng)極端（最易受腐蝕） 第一類 鎂(Mg）； 第二類 鋁(AL）或鋁合金；鋅(Zn);鎘(Cd); 第三類 碳鋼；鐵(Fe)；鉛(Pb）；錫(Sn）； 第四類 鎳(Ni）;鉻(Cr）;不銹鋼; 第五類 銅(Cu);銀(Ag);金(Au);白金(Pt);鈦(Ti)。 陰極端(不易受腐蝕）,鉚接及螺紋搭接,鉚接有均勻、省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但其使用彈性不如以螺釘搭接，且防蝕能力不如熔接、軟硬焊。鉚接時(shí)鉚孔應(yīng)與鉚釘緊密接合，鉚孔邊不得有油漆。 螺紋搭接時(shí)應(yīng)注意墊圈材料的選擇及安放位置，通常均戴墊圈(Load D

9、istribution Washer)直接置于螺栓頭（Bolt Head）或殼帽之下，而鎖緊墊圈（Lock Washer）則應(yīng)置于螺帽與均戴墊圈之間。此外，千萬(wàn)別將帶齒鎖緊墊圈置于兩搭接金屬之間。,注意,要有效地達(dá)到搭接的功能，應(yīng)使搭接的金屬緊密地連接，連接面應(yīng)均勻、干凈，其間不得有非傳導(dǎo)性之物質(zhì)。固定時(shí)應(yīng)防止變形、震動(dòng)、搖擺。應(yīng)盡量將類似金屬相搭接，不得已時(shí)可使用墊圈。應(yīng)盡量使用直接搭接，若情況不許可時(shí)得使用搭接線，惟使用搭接線時(shí)應(yīng)考慮： 線之長(zhǎng)度愈短愈好，電感電容比愈小愈好； 線之電化次序應(yīng)低于搭接物； 長(zhǎng)寬比應(yīng)小于5； 應(yīng)直接與搭接物相接； 不得使用自攻螺紋（Self-Tapping S

10、crew）。,屏蔽,屏蔽能有效地抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè)：一是限制內(nèi)部的輻射電磁能越過(guò)某一區(qū)域；二是防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區(qū)域。 屏蔽按其機(jī)理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽。,電場(chǎng)屏蔽的機(jī)理,電場(chǎng)屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn),為了獲得良好的電場(chǎng)屏蔽效果，注意以下幾點(diǎn)是必要的： 屏蔽板以靠近受保護(hù)物為好，而且屏蔽板的接地必須良好。此舉目的是增大C4的值； 屏蔽板的形狀對(duì)屏蔽效能的高低有明顯影響。例如，全封閉的金屬盒可以有最好的電場(chǎng)屏蔽效果，而開孔或帶縫隙的屏蔽盒，其屏蔽效能都會(huì)受到不同程度的影響。此舉主要是影響剩余電容C1的值； 屏蔽板的材料以良導(dǎo)體為好，但對(duì)厚度并無(wú)要求，只要有

11、足夠強(qiáng)度就可以了。,磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理,磁場(chǎng)屏蔽通常是對(duì)直流或甚低頻磁場(chǎng)的屏蔽，其效果比對(duì)電場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽要差得多，因此磁場(chǎng)屏蔽是個(gè)棘手的問(wèn)題。 磁場(chǎng)屏蔽主要是依賴高導(dǎo)磁材料所具有的低磁阻，對(duì)磁通起著分路的作用，使得屏蔽體內(nèi)部的磁場(chǎng)大大減弱。,磁場(chǎng)屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn),提高磁場(chǎng)屏蔽效能的主要措施有： 選用高導(dǎo)磁率的材料，如坡莫合金； 增加屏蔽體的壁厚； 以上兩條均是為了減少屏蔽體的磁阻； 被屏蔽的物體不要安排在緊靠屏蔽體的位置上，以盡量減少通過(guò)被屏蔽物體體內(nèi)的磁通； 注意磁屏蔽體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，凡接縫、通風(fēng)孔等均可能增加磁屏蔽體的磁阻，從而降低屏蔽效果。為此，可以讓縫隙或長(zhǎng)條形通風(fēng)孔循著磁場(chǎng)方向分布，這

12、有利于屏蔽體在磁場(chǎng)方向的磁阻減?。?磁場(chǎng)屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（續(xù),對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)的屏蔽可采用雙層磁屏蔽體的結(jié)構(gòu)。對(duì)要屏蔽外部強(qiáng)磁場(chǎng)的，則屏蔽體外層要選用不易磁飽和的材料，如硅鋼等；而內(nèi)部可選用容易達(dá)到飽和的高導(dǎo)磁材料，如坡莫合金等。反之，如果要屏蔽內(nèi)部強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，則材料排列次序要倒過(guò)來(lái)。在安裝內(nèi)外兩層屏蔽體時(shí)，要注意彼此間的磁絕緣。當(dāng)沒(méi)有接地要求時(shí)，可用絕緣材料做支撐件。若需要接地時(shí)，可選用非鐵磁材料（如銅、鋁）做支撐件。但從屏蔽體能兼有防止電場(chǎng)感應(yīng)的目的出發(fā)，一般還是要接地的。,電磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理,電磁屏蔽體對(duì)電磁的衰減主要是基于電磁波的反射和電磁波的吸收兩種方式。,電磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理（續(xù),與前面已講述的電

13、場(chǎng)屏蔽及磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理不同，電磁屏蔽對(duì)于電磁波的衰減有三種不同的機(jī)理： 當(dāng)電磁波在到達(dá)屏蔽體表面時(shí)，由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續(xù)，對(duì)入射波產(chǎn)生的反射。這種反射不要求屏蔽材料必須有一定厚度，只要求交界面上的不連續(xù)； 未被表面反射掉而進(jìn)入屏蔽體的能量，在體內(nèi)向前傳播的過(guò)程中，被屏蔽材料所衰減。這種物理過(guò)程被稱為吸收； 在屏蔽體內(nèi)尚未衰減掉的剩余能量，傳到材料的另一表面時(shí)，在遇到金屬與空氣不連續(xù)的交界面時(shí)，會(huì)形成再次反射，并重新返回屏蔽體內(nèi)。這種反射在兩個(gè)金屬的交界面上可能有多次的反射。,屏蔽效能的計(jì)算,屏蔽效能SARB （dB） 上式中A為吸收損耗，R為反射損耗，B為正或負(fù)的修正項(xiàng)；當(dāng)A大

14、于15dB時(shí)，B可忽略不計(jì)，B是由屏蔽體內(nèi)反射波所引起的。 上式中的各項(xiàng)可以視為相對(duì)于銅材料的導(dǎo)電系數(shù)和導(dǎo)磁率，頻率f（Hz）以及所存在的各種物理參數(shù)的函數(shù)。,機(jī)柜（或屏蔽盒）之屏蔽,結(jié)構(gòu)材料,適用于底板和機(jī)殼的材料大多數(shù)是良導(dǎo)體，如銅、鋁等，可以屏蔽電場(chǎng)，主要的屏蔽機(jī)理是反射而不是吸收。 對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽需用鐵磁材料，如高導(dǎo)磁率合金和鐵。主要的屏蔽機(jī)理是吸收而不是反射。 在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中，要求材料能屏蔽電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種成分，因此需要結(jié)構(gòu)上完好的鐵磁材料。屏蔽效率直接受材料厚度以及搭接和接地方法好壞的影響。 對(duì)于塑料殼體，是在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層，或在汽塑時(shí)摻入金屬纖維。,屏蔽之搭接,清潔 氧化層 面接

15、觸 螺釘?shù)木嚯x 縫隙：導(dǎo)電襯墊 壓力,按優(yōu)先等級(jí)排列的各種襯墊,穿孔,通風(fēng) 導(dǎo)線,插箱的屏蔽處理,面板：金屬U形面板 面板之間加金屬簧片 面板插針：定位ESD泄放 導(dǎo)軌上簧片：配合插針泄放ESD 金屬之間的搭接：簧片/導(dǎo)電襯墊 搭接處導(dǎo)電氧化或電鍍,濾 波,濾波器的特性,插入損耗是在裝置濾波器前后負(fù)載端所接收能量之差異 頻率特性是在裝置濾波器時(shí)插入損耗與頻率之對(duì)應(yīng)值。 阻抗匹配 額定電壓、電流 絕緣電阻 尺寸、重量 使用環(huán)境 可靠性,干擾的方式,共模干擾是指電源線對(duì)大地，或中線對(duì)大地之間的電位差。 差模干擾存在于電源相線與中線之間。,濾波器的種類,常用的電源濾波器,濾波器的安裝,首先，濾波器的

16、外殼與設(shè)備的金屬機(jī)殼要有可靠的接觸。設(shè)備的金屬機(jī)殼應(yīng)該接大地。,其次，濾波器引線與安裝位置也是很有講究的問(wèn)題。,信號(hào)濾波,電容 磁珠 共模電感 三端濾波器,印制電路板的電磁兼容性,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，背板上的模擬地和數(shù)字地也要分開,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。,接地橋,對(duì)于特別敏感的線路或特別高頻的線路，要采用接地橋與周圍線路隔離，同時(shí)又

17、可保證參考電平一致。,不同電壓電源的處理,3.3V信號(hào)的返回電流通過(guò)3.3電源平面； 5V信號(hào)的返回電流通過(guò)5V電源平面； 3.3V和5V之間的信號(hào)的返回電流通過(guò)1-2nF的電容；,多層印制板的設(shè)計(jì),在進(jìn)行多層印制板設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮的是帶寬。要強(qiáng)調(diào)的是：數(shù)字電路的電磁兼容設(shè)計(jì)中要考慮的是數(shù)字脈沖的上升沿和下降沿所決定的頻帶寬而不是數(shù)字脈沖的重復(fù)頻率。矩形的周期數(shù)字脈沖的傅立葉展開有下面形式，,t0是數(shù)字脈沖寬度，tr是數(shù)字脈沖的上升時(shí)問(wèn)，T是數(shù)字信號(hào)的重復(fù)周期。根據(jù)這個(gè)結(jié)果可以把方形數(shù)字信號(hào)的印制板設(shè)計(jì)帶寬定為1tr，通常要考慮這個(gè)帶寬的十倍頻。 選擇恰當(dāng)?shù)钠骷窃O(shè)計(jì)成功的重要因素，特別在選

18、擇邏輯器件時(shí)，盡量選上升時(shí)間比5ns長(zhǎng)的器件，決不要選比電路要求時(shí)序快的邏輯器件。,多層印制板的層間安排原則,電源平面應(yīng)靠近接地平面，并且安排在接地平面之下。這樣可以利用兩金屬平板間的電容作電源的平滑電容，同時(shí)接地平面還對(duì)電源平面上分布的輻射電流起到屏蔽作用。 布線層應(yīng)安排與整塊金屬平面相鄰。這樣的安排是為了產(chǎn)生通量對(duì)消作用。 把數(shù)字電路和模擬電路分開，有條件時(shí)將數(shù)字電路和模擬電路安排在不同層內(nèi)。如果一定要安排在同層；可采用開溝、加接地線條、分隔等方法補(bǔ)救。模擬的和數(shù)字的地、電源都要分開，不能混用。數(shù)字信號(hào)有很寬的頻譜，是產(chǎn)生干擾的主要來(lái)源。,在中間層的印制線條形成平面波導(dǎo)，在表面形成微帶線，

19、兩者傳輸特性不同。 時(shí)鐘電路和高頻電路是主要的干擾和輻射源，一定要單獨(dú)安排、遠(yuǎn)離敏感電路。 不同層所含的雜散電流和高頻輻射電流不同，布線時(shí)，不能同等看待。,多層PCB的典型布層安排,20-H原則,20H原則 所有的具有一定電壓的印制板都會(huì)向空間輻射電磁能量，為減小這個(gè)效應(yīng)，印制板的物理尺寸都應(yīng)該比最靠近的接地板的物理尺寸小20H，其中H是兩個(gè)印制板面的間距。按照一般典型印制板尺寸，20H一般為3mm左右。,印制板接地,首先，要建立分布參數(shù)的概念，高于一定頻率時(shí)，任何金屬導(dǎo)線都要看成是由電阻、電感構(gòu)成的器件。所以，接地引線具有一定的阻抗并且構(gòu)成電氣回路，不管是單點(diǎn)接地還是多點(diǎn)接地，都必須構(gòu)成低阻

20、抗回路進(jìn)入真正的地或機(jī)架。25mm長(zhǎng)的典型的印制線大約會(huì)表現(xiàn)15nH到20nH的電感，加上分布電容的存在，就會(huì)在接地板和設(shè)備機(jī)架之間構(gòu)成諧振電路。,印制板接地（續(xù),其次，接地電流流經(jīng)接地線時(shí)，會(huì)產(chǎn)主傳輸線效應(yīng)和天線效應(yīng)。當(dāng)線條長(zhǎng)度為14波長(zhǎng)時(shí)，可以表現(xiàn)出很高的阻抗，接地線實(shí)際上是開路的，接地線反而成為向外輻射的夭線。 最后，接地板上充滿高頻電流和干擾場(chǎng)形成的渦流，因此，在接地點(diǎn)之間構(gòu)成許多回路，這些回路的直徑（或接地點(diǎn)間距）應(yīng)小于最高頻率波長(zhǎng)的1/20。,印制電路板的布線,專用零伏線和VCC的走線寬度應(yīng)1mm。 要為模擬電路專門提供一根零伏線。 單面或雙面板的電源線和地線應(yīng)盡可能靠近，最好的方

21、法是電源線布在印制板的一面，而地線布在印制板的另一面，上下重合，這會(huì)使電源的阻抗為最低。另外，整塊印制板上的電源和地線要呈“井”字分布，以便使布線的電流達(dá)到均衡。 印制線路設(shè)計(jì)中還要特別注意電流流過(guò)電路中的導(dǎo)線環(huán)路尺寸，因?yàn)檫@些回路就相當(dāng)于正在工作中的小天線，隨時(shí)隨地向空間進(jìn)行輻射。特別是要注意時(shí)鐘部分的走線，因?yàn)檫@部分是整個(gè)電路中工作頻率最高的。,印制電路板的布線(續(xù),信號(hào)走線（特別是高頻信號(hào)）要盡量短，因?yàn)樗鼈兪堑湫偷陌l(fā)射天線； 晶振要盡量靠近IC，且布線要較粗； 晶振外殼接地； PCB板上的線寬不要突變，導(dǎo)線不要突然拐角。 為了減少平行走線時(shí)的串?dāng)_，必要時(shí)可增加印刷線條間的距離；或在走線

22、之間有意識(shí)地安插一根零伏線，作為線條之間的隔離； IC的電源管腳要加旁路電容（一般為104）到地。 如有可能，在PCB板的接口處加RC低通濾波器或EMI抑制元件（如磁珠、信號(hào)濾波器等），以消除連接線的干擾；但是要注意不要影響有用信號(hào)的傳輸； PCB板的信號(hào)接口要盡可能多地分配一些零伏線的連接腳，并均勻地將信號(hào)線分開。,旁路電容和退耦電容,加電容器來(lái)滿足數(shù)字電路工作時(shí)要求的電源平穩(wěn)和潔凈度。 電路中的電容可分為退耦電容、旁路電容和容納電容三類。 退耦電容用來(lái)濾除高頻器件在電源板上引起的輻射電流，為器件提供一個(gè)局域化的直流，還能減低印制電路中的電流沖擊的峰值。 旁路電容能消除高頻輻射噪聲。噪聲能限

23、制電路的帶寬，產(chǎn)生共模干擾。 平滑或容納電容是用來(lái)解決開關(guān)器件工作時(shí)電源電壓會(huì)產(chǎn)生突降的問(wèn)題。,電容器的自諧振頻率,應(yīng)該選擇諧振頻率高的電容器。典型的陶瓷電容器的引線大約有6mm長(zhǎng)，會(huì)引入15nH的電感，這種類型的電容器對(duì)應(yīng)的自諧振頻率列在下表中。 電容器的電容值（uF） 10.10.01 0.001 電容器的自諧振頻率（MHz）2.551550 電源板和接地板之間構(gòu)成的平板電容器也有自諧振頻率，這一諧振頻率如果與時(shí)鐘頻率如果與時(shí)鐘頻率諧振，就會(huì)使整個(gè)印制板成為一個(gè)電磁輻射器。這一諧振頻率可以達(dá)到200MHz400MHz，采用20H原則還可以使這個(gè)諧振頻率提高2-3倍。 采用一個(gè)大容量的電容器

24、與一個(gè)下容量的電容器并聯(lián)的方法可以有效地改善自諧振頻率特性，當(dāng)大容量的電容器達(dá)到諧振點(diǎn)時(shí)，大電容的阻抗開始隨頻率增加而變大；小容量的電容器尚未達(dá)到諧振點(diǎn)，仍然隨頻率增加而變小并將對(duì)旁路電流起主導(dǎo)作用。,時(shí)鐘電路之EMC設(shè)計(jì),阻抗控制：計(jì)算各種由印制板線條構(gòu)成的微帶線和微帶波導(dǎo)的波阻抗、相移常數(shù)、衰減常數(shù)等等。許多設(shè)計(jì)手冊(cè)都可以查到一些典型結(jié)構(gòu)的波阻抗和衰減常數(shù)。特殊結(jié)構(gòu)的微帶線和微帶波導(dǎo)的參數(shù)需要用計(jì)算電磁學(xué)的方法求解。 傳輸延遲和阻抗匹配：由印制線條的相移常數(shù)計(jì)算時(shí)鐘脈沖受到的延遲，當(dāng)延遲達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就要進(jìn)行阻抗匹配以免發(fā)生終端反射使時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)或發(fā)生過(guò)沖。阻抗匹配方法有串聯(lián)電阻、并聯(lián)電

25、阻、戴維南網(wǎng)絡(luò)、RC 網(wǎng)絡(luò)、二極管陣等。 印制線條上接入較多容性負(fù)載的影響：接在印制線條上的容性負(fù)載對(duì)線條的波阻抗有較大的影響。特別是對(duì)總線結(jié)構(gòu)的電路容性負(fù)載的影響往往是要考慮的關(guān)鍵因素。,時(shí)鐘電路電磁兼容設(shè)計(jì)技巧,首先要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)牟季€，布線層應(yīng)安排與整塊金屬平面相鄰。這樣的安排是為了產(chǎn)生通量對(duì)消作用。 其次，時(shí)鐘電路和高頻電路是主要的干擾和輻射源一定要單獨(dú)安排、遠(yuǎn)離敏感電路。 選擇恰當(dāng)?shù)钠骷窃O(shè)計(jì)成功的重要因素，特別在選擇邏輯器件時(shí)，盡量選上升時(shí)間比五納秒長(zhǎng)的器件，決不要選比電路要求時(shí)序快的邏輯器件。 時(shí)鐘輸出布線時(shí)不要采用向多個(gè)部件直接串行地連接稱為菊花式連接；而應(yīng)該經(jīng)緩存器分別向其它多個(gè)

26、部件直接提供時(shí)鐘信號(hào)。,層間跳線應(yīng)當(dāng)最小,時(shí)鐘布線經(jīng)連接器輸出時(shí)，連接器上的插針要在時(shí)鐘線插針周圍布滿接地插針,邏輯電路的使用,凡是能不用高速邏輯電路的地方就不要用高速邏輯電路。 注意在IC近端的電源和地之間加旁路去耦電容（一般為104）。 注意長(zhǎng)線傳輸過(guò)程中的波形畸變。,線間的電磁耦合,對(duì)于磁場(chǎng)耦合來(lái)說(shuō)，兩電路間的耦合情況與干擾信號(hào)的頻率、線路上流動(dòng)的電流、線路間的距離、線路的離地高度、耦合路徑的長(zhǎng)度以及屏蔽層的接地方式有關(guān)。 對(duì)電容耦合來(lái)說(shuō)，電路間的耦合情況同樣也與干擾信號(hào)的頻率、線間距離、屏蔽情況、線路上的電壓高低等因素有關(guān)。,磁場(chǎng)耦合的抑制方法,減小干擾源和敏感電路的環(huán)路面積。最好的辦

27、法是使用雙絞線和屏蔽線，讓信號(hào)線與接地線（或載流回路）扭絞在一起，以便使信號(hào)與接地線（或載流回路）之間的距離最近。 增大線間的距離，使得干擾源與受感應(yīng)的線路之間的互感盡可能地小。 如有可能，使得干擾源的線路與受感應(yīng)的線路呈直角（或接近直角）布線，這樣可大大降低兩線路間的耦合,電場(chǎng)耦合的抑制方法,增大線路間的距離是減小電容耦合的最好辦法。 采用屏蔽層，屏蔽層要接地。 降低敏感線路的輸入阻抗。這對(duì)CMOS電路比較有效，這是因?yàn)镃MOS電路的輸入阻抗很高，與靜電容分壓后，干擾信號(hào)加到CMOS電路輸入端子上成分很高。如有可能，在CMOS電路的人口端對(duì)地并聯(lián)一個(gè)電容或一個(gè)阻值較低的電阻，這可以降低線路的輸入阻抗，從而降低因靜電容而引入的干擾。 如有可能，敏感電路采用平衡線路作輸入，平衡線路不接地。這樣干擾源對(duì)平衡線路人口所施加的是共模干擾，利用平衡線路固有的共模抑制能力，克服干擾源對(duì)敏感線路的干擾。,布線方法