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70個EMC/EMI經(jīng)典問答

更新(xīn)時間:2026-03-19      點擊次數:223

1、為什麽要對(duì)產品做電磁兼容設計?

答(dá):滿(mǎn)足產品功能要求、減少調試時間,使產品滿足電(diàn)磁兼容標準的要求,使產品不會(huì)對係統中的其它設(shè)備產生電磁幹擾。

2、對產品做(zuò)電磁兼容設計可以從哪幾個方麵(miàn)進(jìn)行?

答:電路設計(包括器件選擇)、軟件設計、線路板設計、屏蔽結(jié)構、信號線/電源(yuán)線濾波、電路的接地方式設計。

3、在電磁兼容領域,為什麽(me)總是用分貝(dB)的單位描述?

答:因為要(yào)描(miáo)述的幅度和頻率範圍都很寬,在圖形上(shàng)用對數坐標更容易表示,而dB 就是用對數表示時的單位。

4、關於EMC,我了解(jiě)的不多,但是現在電路設(shè)計中數據傳輸的速率越來越快,我(wǒ)在製PCB板的時候,也遇到了一些PCB的EMC問題,但是覺得太淺(qiǎn)我想好好在這方麵學習學習,並不是隨大流,大家學什麽我就學什麽,是自己真的覺得EMC在今(jīn)後的電路設計中的重要性越來越大,就像我在前麵說(shuō)的,自己了解不深,不知道怎麽入手,想問問,要(yào)在EMC方麵做的比較出色,需要有哪些基礎知識,應該學習哪些基礎課程。如何學習才是一條比較好(hǎo)的(de)道路(lù),我知道任(rèn)何一門學問學好都(dōu)不容易,也不曾想過短期內把他搞通,隻(zhī)是(shì)希望給點建議,盡量(liàng)少走一些彎路。

答:關於EMC需要首先了解一下EMC方麵的標準,如EN55022(GB9254),EN55024,以及簡單測試原理,另外(wài)需要了解EMI元器(qì)件的使用,如電(diàn)容,磁珠(zhū),差模電感,共模電感等,在PCB層麵(miàn)需要了(le)解PCB的布局、層疊結構、高速布線對EMC的影響以及一些規則。

還有一點就是對出現EMC問題需要掌(zhǎng)握一(yī)些分析與(yǔ)解決思路。這(zhè)些(xiē)今後是作(zuò)為一個硬件人員必須掌握的基本知識!

5、一個剛涉足PCB設計的新手,想請(qǐng)教一下,要想做好(hǎo)PCB設計應該多多掌握哪方麵(miàn)的知(zhī)識?另(lìng)外,在PCB設計中(zhōng)遇到的(de)關於安規方麵的知識一般在哪(nǎ)裏能找到?盼望您 的指點,不勝感激!

答:對於PCB設計應該掌握:

① 熟悉與掌握相關PCB設計軟(ruǎn)件,如POWERPCB/CANDENCE等;

② 了解熟(shú)悉所設計產品的具體架構,同時熟悉原理圖電路知識,包含數(shù)字與模擬(nǐ)知識;

③ 掌握PCB加工流程、工藝、可維護加工要求;

④ 掌握PCB板高速信號完整性、電磁兼容(róng)(emi與ems)、SI、PI仿真設計等相關的知識;

⑤  如果相關工(gōng)作涉及射頻,還需掌握射頻知(zhī)識;

⑥ 對於PCB設計地的規知識主要看GB4943或UL60950,一般的(de)絕緣間(jiān)距要求通過查表可以得到!

6、電磁兼容(róng)設計基本原則

答(dá):電子線路設計準則電子線路設計(jì)者往往隻考慮產(chǎn)品的功(gōng)能,而沒有將(jiāng)功能和電磁兼容性綜合考慮,因此產品在完(wán)成其(qí)功(gōng)能的同時,也(yě)產(chǎn)生了大量的功(gōng)能性騷(sāo)擾及(jí)其它騷擾。

而(ér)且,不能滿足敏感度要求。電子線(xiàn)路的電磁兼容性設(shè)計應從以下幾方麵考慮:

元件選擇在大多數情況下(xià),電路的基本元(yuán)件滿足電磁(cí)特性的程度將決定著功能單(dān)元和最後(hòu)的設備滿足電磁兼(jiān)容性的程度。選(xuǎn)擇合適的電磁元件的主要準(zhǔn)則包括帶外特性和電路裝配技術。

因為是否能實現電磁兼容性往往是由遠離基頻(pín)的元件響應特性來決定的(de)。而在許多情況下,電路裝配又決定著帶外響應(例如引線長度)和(hé)不同電路(lù)元件之間(jiān)互相耦合的程度。具體規則是:

① 在高頻時,和引線型電容器相比,應優先用(yòng)引線電感小的穿心電容器或(huò)支座電容(róng)器來濾波。

② 在必須使用引線式電容時,應考慮引線電感對濾波效率的影響。

③ 鋁電解電容器可能發生幾微秒的暫時性介質(zhì)擊穿,因而在紋(wén)波很(hěn)大或有瞬變電壓的(de)電路裏,應該(gāi)使用固體電容器。

④ 使用寄生電感和電容量(liàng)小的電阻器。片狀電(diàn)阻器可用於超高頻段。

⑤ 大電感寄生電容大,為了提高低頻部分的插損(sǔn),不(bú)要使用(yòng)單節濾波器,而應該使用若幹小電感組成的多(duō)節濾波器。

⑥ 使用磁芯電感要注意飽和特性,特別要注意高電平脈衝會降低磁芯電(diàn)感的電感量和在濾波器電路中的插入損耗(hào)。

⑦ 盡(jìn)量使用屏蔽的繼電器並使(shǐ)屏蔽殼體接地。

⑧ 選用(yòng)有效地屏蔽、隔離的輸入變壓器。

⑨ 用於敏感電路的電源變壓器應該(gāi)有靜電屏蔽,屏蔽殼體和變壓器殼體都應接地。

⑩ 設備內部的互連信號線必須使用屏蔽線,以防它們之間的騷(sāo)擾耦合(hé)。

⑪ 為使(shǐ)每個屏蔽體都與各自的插針相連,應選用插針足夠多的插頭(tóu)座。

7、方(fāng)波脈衝驅動電感傳(chuán)感器的問題

答:① 信號測試過程中,盡量在屏蔽環境下進行,如果不便的話,至少要屏蔽(bì)傳感器和前級(jí)。

② 測試過程中盡量使用差分探頭,或至少要(yào)盡可能減(jiǎn)短探頭的(de)接(jiē)地線長度。這樣能減少測試誤差。

③ 你的(de)電路實際工作頻率並不太高,可以通過布線減少振鈴。為了噪聲特性更好,應當考慮(lǜ)共模信號的抑製問(wèn)題,必要時插入共扼電抗器,同時注意整個工作環境中的開關電源噪聲,以及避免電源耦合。

④ 如果傳感器允許(xǔ),可以使用電流放大模式,這有利(lì)於提高速度(dù),降低噪聲。模擬開關盡量放(fàng)到前置放大器之後,盡管(guǎn)多了一路前置放大器,但性能提(tí)高(gāo)不少,而且降低調試難度。

⑤ 如果十分介意波形,考慮額外的頻率補償。如(rú)果僅僅是(shì)數字檢測(cè),則應當(dāng)降低工作頻率(lǜ)。總而(ér)言(yán)之,能低頻則低頻,能隔直則隔直。

⑥ 注意AD轉換前的抗混疊濾波,以及軟件濾(lǜ)波,提(tí)高數據(jù)穩定性。

8、GPS電磁幹擾現象表現:尤其(qí)是GPS應用在PMP這(zhè)種產品,功能(néng)是MP4、MP3、FM調頻+GPS導航功能的手持車載兩用的GPS終端產品,一定得有一個內置GPS Antenna,這樣GPS Antenna與GPS終端產品上的MCU、SDROM、晶振等元器件(jiàn)很容易產生EMI/EMC電磁幹擾,致使GPS Antenna的(de)收星(xīng)能力下降很多,幾乎沒辦法(fǎ)正常定位。采取(qǔ)什麽樣的辦法可以解決這樣的EMI/EMC電(diàn)磁幹擾?

答:可以在(zài)上麵加上ESD Filter,既有防靜電又能抗電磁幹擾。我們的手機客戶帶GPS功能的就用的這個方法。做這些的廠家有泰克(瑞侃),佳邦,韓國ICT等等(děng)很多(duō)。

9、板子上幾乎所有的重要信號線都設計成差分對,目(mù)的在增強信號抗幹(gàn)擾能力,一直有很多困惑的地方:

① 是否(fǒu)差分信號隻定義在仿真信號或數字信號(hào)或都有定??

② 在(zài)實際的(de)線路圖(tú)中差分線對上的(de)網羅如濾(lǜ)波器,應如何分析其(qí)頻率響應,是否還是與分(fèn)析一般的(de)二端口網羅的方法一樣?

③ 差分線(xiàn)對上(shàng)承載的差分信號如何(hé)轉(zhuǎn)換成(chéng)一般(bān)的信號? 差分線對上的信號波形是怎樣的,相互之間的關係如何?

答:① 差(chà)分信號隻是使(shǐ)用兩根信號線(xiàn)傳輸一路信號,依靠信號間電壓差進行判斷的電路,既可以是模擬信號,也可以是數字信號。

實際的信號都(dōu)是模擬信號,數字信號隻是模擬信(xìn)號用門限電平量化後的取樣結果。因此差分信(xìn)號對於數字和模擬信號都(dōu)可(kě)以定義。

② 差分信號的頻率響應,這個問題好。實際差分端口是一個四端口網絡(luò),它(tā)存在差模和共(gòng)模兩(liǎng)種(zhǒng)分析方式。

如下(xià)圖所示。在分析頻率相應的時候,要分別添加同極性的共模掃(sǎo)頻源和互為反極性的差模掃頻源。而(ér)相(xiàng)應端需要相應設置共模(mó)電(diàn)壓測試點Vcm=(V1+V2)/2, 和差模電壓測試點Vdm=V1-V2。

網絡上有很多關(guān)於(yú)差分信號阻抗計算和原理的文章,可以詳細了解一下。

③ 差分信號通常進入差分驅動電路,放大後得到差分信號(hào)。簡(jiǎn)單的就是差分共射(shè)鏡像放(fàng)大器電路了,這個(gè)在一般的模擬(nǐ)電路教材都有介紹(shào)。

下圖是某差分放大(dà)器件的spice電路圖和輸出信號波(bō)形,一般需要他們都是反相,有足夠(gòu)的電(diàn)壓差大於差模電壓門限。當然(rán)信號不可避免有共模成分,所以差分放大器一個很重要的指(zhǐ)標就是共模抑製比Kcmr=Adm/Acm 。

10、我為單位的直流磁鋼電機設計了一塊調速電路,電源端用0.33uf+夏普電視機電感+0.33uf後不理想,後用4隻電感(gǎn)串在PCB板電(diàn)源端,但在30~50MHz之間(jiān)超了12db,該如何處理(lǐ)?

答:通常來講(jiǎng),LC或PI型濾波電路比單一的電容濾波或電感濾(lǜ)波效果要好。您(nín)所謂的電源端用0.33uf+夏普電視機電感+0.33uf後不理想不知道是什麽意思?是輻(fú)射超標(biāo)嗎?在什麽頻段(duàn)?我猜測直流磁鋼電機供電回路中,反饋噪聲幅度大,頻率較低,需要感值大一點的電(diàn)感濾波,同時(shí)采(cǎi)用多級電容濾波,效果會好一些。

11、最近正(zhèng)想搞個(gè)0--150M,增益不小於80 DB的寬(kuān)帶放大器,!請(qǐng)問在EMC方麵應該注意什麽問題呢?

答①:寬帶放大器設計時特別要注意低噪聲(shēng)問題,比如要電(diàn)源供給(gěi)必須足夠穩定等。

答②:⑴ 注意輸入和出的阻抗(kàng)匹配問題,比如共基輸入射隨輸(shū)出等

⑵ 各級的偶問題,包(bāo)括高頻和低頻紋波等

⑶ 深度負(fù)反饋(kuì),以及防止自激振蕩和環回自激等

⑷ 帶通濾波的設計問題

答③:實在不好回答,看不到實際的設計,一切建議還是老生(shēng)常談:注(zhù)意EMC的三要素,注意傳導和輻射路徑,注意電源分配和地彈噪聲。

150MHz是(shì)模擬信號帶寬,數字信號的上升沿多快呢?如果轉折頻率也在150MHz以(yǐ)下,個人認為(wéi),傳導耦合,電(diàn)源平麵輻射將是主要考慮的因素,先做(zuò)好電源的分配,分割和(hé)去耦電路吧。

80dB,增(zēng)益夠高的,做好前極小信號(hào)及其參考電源和地的隔離保護,盡量降低這個部分的電源阻抗。

12、求(qiú)教小(xiǎo)功率直流永磁電機設計中(zhōng)EMC的方法和事項。生產了一款90W的直流永磁電機(110~120V,轉(zhuǎn)速2000/分鍾)EMC一直超標,生產後先把16槽改(gǎi)24槽,做(zuò)了軸絕緣,未能達標!現在又要設計生產125W的電機,如何處理?

答(dá):直流(liú)永磁電機設計中EMC問題,主要由於電機(jī)轉動中產生反電動勢和換相時引(yǐn)起的打火。具體分析,可以使用RMxpert來設計優化電機參數,Maxwell2D來仿真EMI實際輻(fú)射。

13、是否可用阻抗邊界(Impedance)方式設定?或者用類似的分層阻抗 RLC阻??又或者(zhě)使(shǐ)用ADS設計(jì)電路和HFSS/EMPro協同作業?

答:集中電阻可以用RLC邊界實現;如果是薄膜電阻(zǔ),可以用麵阻抗或阻(zǔ)抗編輯實現。

14、我現在在(zài)對外殼有一圈(quān)金屬裝飾件(jiàn)的機器做靜電測試,測試中遇到:接觸放電4k時32k晶振沒問(wèn)題,空氣放電8k停振(zhèn)的問題,如何處理?

答:有金屬的(de)話,空氣放電和接觸放電效果(guǒ)差不多,建議你在金屬支架上噴(pēn)絕緣漆試(shì)試。

15、我們現在(zài)測量PCB電磁輻射很麻煩,采用的是頻譜儀(yí)加自(zì)製的近場探頭,先不說精度的問題,光是遇到大電壓的點都(dōu)很頭疼,生怕頻譜儀受損。不知能否通過仿真的方法解決。

答:首先,EMI的(de)測試包括近場探頭和遠場的輻射測試(shì),任何仿真工具都不可能替代實際的測試;其次,Ansys的PCB單板噪聲和輻射仿真工具SIwave和任意三維(wéi)結構的高頻結構仿真器(qì)HFSS分別可以仿真單板和係統的(de)近場和(hé)遠場輻射,以及在有限屏蔽環境下的EMI輻射。

 仿真的有效性,取決於你對自己設計的EMI問題的考慮(lǜ)以(yǐ)及相應的軟件設置。

例(lì)如:單板上差模(mó)還是共模輻射,電流源還是(shì)電壓源輻射等等。就(jiù)我們的一些實踐和經驗,絕大多數的EMI問題都可以通過仿真分析(xī)解決,而且與(yǔ)實際測試比較,效果非常好。

16、聽說Ansys的EMC工具一般仿真1GHz以上頻率的,我們板上頻率(lǜ)很高的時鍾線是主芯片到SDRAM的隻有133MHz,其餘大部分的頻率都是(shì)KHz級別的。我們主要用ADS/Hyperlynx做的SI/PI設計,操作比較簡單,但是現在(zài)整板的EMC依舊超標,影響畫麵質量。另外,你們的工具和Mentor PADS有接(jiē)口嗎?

答:Ansys的工具可以仿真從直流到幾十GHz以上頻率的信號,隻是相對其(qí)它工具而(ér)言,1GHz以上的有損傳輸線模型更加精確。

據我所知(zhī),ADS/HyperLynx主要是做SI和crosstalk的仿真,以及一點單根信(xìn)號線的EMI輻射分析,目前還沒有PI分析的(de)功能。

影響單板(bǎn)的EMC的原因很多,解決信(xìn)號完整性和(hé)串(chuàn)擾隻是解決EMC的其中一方麵,電源平麵的噪聲,去(qù)耦策略,屏(píng)蔽方式,電流分布路徑等(děng)都會影響(xiǎng)到EMC指標。

這些都可以(yǐ)再Ansys的SIwave工具中,通過仿真進行考察。補(bǔ)充說明,Ansys的工具與Mentor PADS有接口。

17、請(qǐng)說明一下什麽時候用分割底層來減少幹擾(rǎo),什麽時候用(yòng)地層分區來減少幹擾。

答:分割底層,我還沒聽說過,什(shí)麽意思?是否能舉個例子。地層分割,主要是為了提??擾源和被幹擾體之間的隔離度,如數模之間的隔離(lí)。

當然分割也會帶來諸如跨分割(gē)等信號完整性問題,利用(yòng)Ansys的SIwave可(kě)以方便的檢(jiǎn)查任意點之間的隔離度。

當然提高隔離度,還有其它辦(bàn)法,分層、去耦、單點連接、都是辦法,具體應用的效果可以用軟(ruǎn)件仿真。

18、電容跨接兩(liǎng)個不同的電源銅箔分區用作高頻信號的(de)回流路徑,電容隔直流通交流(liú),頻率越高電流越流暢,我的疑惑是現今接入PCB中(zhōng)的電大都(dōu)是(shì)經過除交流的,那麽如前所述電容通過的是什(shí)麽呢?"交流的信號(hào)"嗎?

答①:這個問題很有點玄妙(miào),沒見過很令人信服的解釋。對(duì)於交流,理想的是(shì),電源和地“短路",然而實際上其間的阻抗不可能真的是0 。你說的電容,容量不能太大,以體(tǐ)現出“低頻少一點接地,頻多點接地"這一原則。這(zhè)大概就是(shì)該電(diàn)容的存在(zài)價值(zhí)。經常遇到這樣的(de)情況:2個各自(zì)帶有電源的部件連接後,產生了莫名其妙的(de)幹(gàn)擾,用個瓷片電容跨在2個電源間,幹擾(rǎo)就沒了。

答②:該電容是用來做穩壓和EMI用的,通過的是交流信號。“現今接入PCB中的電大都是經過(guò)濾(lǜ)除交流的"的確如此,不過(guò)別忘了,數字電路本身就會產生交流信號而對電源造(zào)成幹擾,當大量的開(kāi)關管同時作用時,對電源(yuán)造成的波動是非常大的。

不過在實際中,這種電容主要是起到輔助的作用,用來提高係統的性能,其它地方設計的好的話,可以不要(yào)。

答③:交流即是變化(huà)的。對於所謂的直流電(diàn)平,比如電源來說,由於布線存在阻抗(kàng),當他的負(fù)載發生變化,對電源的需求就會變化,或(huò)大或小。

這種情況下(xià),“串聯"的布線阻抗就會產生或大或小的壓(yā)降。於是,直流電源(yuán)上就有(yǒu)了交流的信號。這個信號的頻率與負(fù)責(zé)變化的頻率有關。電(diàn)容的作用在於,就近存儲一(yī)定的電荷能量,讓這種變化所(suǒ)需要的能量可以直接從電容(róng)處獲得。

近似地,電容(這時可以看成電(diàn)源啦)和負載之間好像就有了一條交流回(huí)路。電容起到交流回路的作用,大(dà)致就是(shì)這樣的吧……

19、公(gōng)司新做了一款手機,在做3C認證時有一項輻射指標沒過,頻率為50-60M,超過了5dB,應該是充電器引起(qǐ)的,就加了幾(jǐ)個電容,其它的沒有,電容有(yǒu)1uF,100uF的。請問有沒有什麽好的解決方案(不改充電器隻(zhī)更改手機電路)。在手機板的充電器(qì)的輸入端加電容能(néng)解決嗎?

答①:電容大的(de)加(jiā)大,小的改小,串個BIT,不過是電池導致的可能性不是很大。

答(dá)②:你將變頻(pín)電感的外殼進行(háng)對(duì)地短接和屏蔽試試。

20、PCB設計如何避免高頻幹擾?

答(dá):避(bì)免(miǎn)高(gāo)頻幹擾的基本思(sī)路(lù)是盡量降低高頻信號電磁場(chǎng)的幹擾,也就是所謂的串(chuàn)擾(rǎo)(Crosstalk)。

可用拉大高速信號和模擬信號之間的距離,或加ground guard/shunt traces在模擬信號旁(páng)邊。

還要注意數字地對模擬地的噪聲幹(gàn)擾。

21、PCB設計中如何解決高速布線與EMI的衝突(tū)?

答:因EMI所加的電阻電容(róng)或ferrite bead, 不(bú)能造成信號的一些電氣特性不符合規範。 

所以, 最(zuì)好先用(yòng)安排走(zǒu)線和PCB疊層的技巧來(lái)解決或減少EMI的問題, 如高速信號走內層。最後才用電阻電容或ferrite bead的(de)方式, 以降低(dī)對信號的傷害。

22、若幹PCB組成係統,各板之間的地線應如何連接?

答:各個(gè)PCB板子相互連接之間的信號或電源在動作時,例(lì)如A板子有電源或信號送到B板子,一定會有(yǒu)等量的電流(liú)從地層流回到A板子 (此為Kirchoff current law)。

這地層上(shàng)的電流會找阻抗最小的地方流回去。所以,在各個不管是電源或信號相互連(lián)接的接口處,分配給地層的管腳數(shù)不能太少(shǎo),以降低阻抗,這樣可以降低地層(céng)上的噪聲。

另外,也可以分析整個電流環路,尤其是(shì)電流較(jiào)大的部分,調整地層(céng)或地線的接法,來控製電流的走法(例如(rú),在某處製造低阻抗,讓大部分(fèn)的電流從這(zhè)個地方走),降低對(duì)其(qí)它較敏感(gǎn)信號的影響。

23、PCB設(shè)計中差分信號線中間(jiān)可否(fǒu)加地線?

答:差分信號中間一般是不能加地線。因為差(chà)分信號的應用原理最重要的一點便是利用差分信號間相互耦合(coupling)所帶來的好處,如flux cancellation,抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線,便(biàn)會破壞耦合效應。

24、適當選擇PCB與外殼接地的點的原則是什麽?

答:選擇PCB與外殼接地點選擇的原則是利(lì)用chassis ground提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控製此回流電流的路徑。

例如,通常在高頻器件或時鍾產生器附近可以借固定用的螺絲將PCB的地層與chassis ground做(zuò)連接,以盡量縮小整個電流回路麵積,也就減少電磁輻射(shè)。

25、在(zài)電路板尺寸固(gù)定的(de)情況下,如(rú)果設計中需要容納(nà)更多的功能,就往往需(xū)要提高(gāo)PCB的走線密度,但是這樣有可能導致走線的(de)相互(hù)幹擾增強,同時(shí)走線過(guò)細也使阻抗無法降低,請介紹在高速(>100MHz)高密(mì)度PCB設計中的技巧?

答:在設計高速高密度PCB時,串擾(crosstalk interference)確實(shí)是要特別注意(yì)的,因為它對時序(timing)與信號完整性(signal integrity)有很大的影響。



以下提供幾個注意(yì)的地(dì)方:

① 控製走線特(tè)性阻抗的連續與匹配。

② 走線(xiàn)間距的(de)大小。一般(bān)常看到的間(jiān)距為兩倍線寬。可以透過仿真來知道走線(xiàn)間距對(duì)時序及信號(hào)完(wán)整性的影響(xiǎng),找出(chū)可容忍的(de)最小間距。不同芯片信號(hào)的結果可(kě)能不同(tóng)。

③ 選擇適當的端(duān)接(jiē)方式。

④ 避免上下相鄰兩層的走線方向(xiàng)相同,甚至有走線正好上下重(chóng)迭在一起,因為這(zhè)種串擾比同層相鄰走線的情形還大。

⑤ 利用盲埋孔(blind/buried via)來增加走線麵積。但(dàn)是PCB板的製作成(chéng)本會增加。在實際執行時確實很難達到平行與等長,不過還是要盡(jìn)量(liàng)做到。


除此(cǐ)以(yǐ)外,可以預留差分端接和共模端接,以緩(huǎn)和(hé)對時序與信(xìn)號完整性的影響。

26、PCB設計中模擬電源處的濾波經常是用LC電路。但是為什麽有時(shí)LC比RC濾波效果差(chà)?

答(dá):LC與RC濾波效果的比較(jiào)必須考慮所要濾掉的頻帶與電感值的選擇是否恰當。因為電感的感抗(reactance)大小與電感值和頻率(lǜ)有關。

如果電源的噪聲頻率較低,而電感值又不夠大(dà),這時濾波效果可能不如RC。但是,使用RC濾波(bō)要付出的代價是電阻本身會耗能,效率較差,且要注意所(suǒ)選電阻能(néng)承(chéng)受的功率。

27、PCB設計(jì)中濾波時選用電感,電容值的方法是什麽(me)?

答:電感(gǎn)值的選用除了考慮所想(xiǎng)濾掉的(de)噪聲頻率外,還要考慮瞬時電流的(de)反應能力。

如果(guǒ)LC的輸出端會有機會需要瞬間輸出大電流,則電感值太大會阻礙此大電流流經此電感的速度(dù),增加紋波噪(zào)聲(ripple noise)。電容值則(zé)和所能容(róng)忍的紋波噪(zào)聲規範值的大小有關。紋波噪聲值要求越小,電容值會較大。

而電容的ESR/ESL也會有影響。另外,如果這LC是放在開關(guān)式電源(switching regulation power)的輸出端(duān)時,還要注意此LC所產生的極點零點(pole/zero)對負反饋控製(negative feedback control)回路穩定(dìng)度的影響(xiǎng)。

28、EMI的(de)問題和信號完整性的問題,是相互關聯的,如(rú)何在(zài)定義標準的過程中,平衡兩(liǎng)者?

答:信號完整性和EMC雖然關係很強,但是信號完整性(xìng)一直都沒(méi)有特別強製的標準發(fā)布(bù)。至於信號完整(zhěng)性和EMI兩(liǎng)者如何平衡,這不是測試規(guī)範的事,如果要達到二者平衡,在滿(mǎn)足信號完整性(xìng)的要求下降低信號上升和下降沿。

29、PCB設計中如何盡可能的達到EMC要求,又不致(zhì)造成太大的成本(běn)壓力?

答:PCB板上會因(yīn)EMC而(ér)增加的成本通常是因增加地層數目以增強屏蔽效(xiào)應及增加了ferrite bead、choke等抑製(zhì)高頻諧(xié)波器件的緣故。

除此之外,通常還是需搭配其它機構(gòu)上的屏蔽結構才能使整個係統通(tōng)過EMC的要求。以下僅就PCB板的設計技(jì)巧(qiǎo)提供幾個降低電路產生的電磁輻射效應。



幾個降低(dī)電路產生的(de)電(diàn)磁輻(fú)射效應

① 盡可能選用信號斜率(slew rate)較慢的器件,以降低信號所產生的高頻成分(fèn)。

② 注意高(gāo)頻器件(jiàn)擺放的(de)位置,不要太靠近對外的連接器。

③ 注意高速(sù)信號的阻抗(kàng)匹配,走(zǒu)線層及其回流電(diàn)流路徑(return current path), 以減(jiǎn)少高頻的反(fǎn)射與輻射。

④ 在各器件(jiàn)的電源管腳放置(zhì)足夠與適當的去(qù)耦合電容以緩和電源(yuán)層和地層上的噪聲。特別注意電容(róng)的(de)頻率響應與溫度的特性是否符合設計所需。

⑤ 對(duì)外的連接器附近的地可與地層(céng)做適當分割,並將連接器的地就近接到chassis ground。

⑥ 可適當運用ground guard/shunt traces在一些特別高速的信號(hào)旁(páng)。但要注意guard/shunt traces對走線特性阻抗的(de)影響。

⑦ 電源層比地層內縮(suō)20H,H為電源層與地層之間的距離。


30、PCB設計中當一塊PCB板中有多個(gè)數(shù)/模功(gōng)能塊時,常規(guī)做(zuò)法是(shì)要將數/模地(dì)分開,原因何在?

答:將數/模地分開的原因是因為數字(zì)電路在高低電位切換時會(huì)在電源和地產(chǎn)生噪聲,噪聲的大小(xiǎo)跟信號的速度及電流(liú)大小有關。

如果(guǒ)地平麵上不分割且由(yóu)數字區域電(diàn)路所產生的噪聲較大而(ér)模(mó)擬區域的電路又(yòu)非常接近,則即使數模信號不交叉, 模擬的信號依(yī)然會被地噪聲幹擾。

也就是說數模地不(bú)分割的方式隻能在模擬電路區域距產生大噪聲的數字電路區域較遠時使用(yòng)。


31、在高速PCB設計時,設計者(zhě)應該從哪(nǎ)些方麵去考慮EMC、EMI的規則(zé)呢?

答:一般EMI/EMC設計時需要同時考慮輻射(radiated)與傳導(conducted)兩個方(fāng)麵. 前者(zhě)歸屬於(yú)頻率(lǜ)較高的部分(>30MHz)後(hòu)者則是較低(dī)頻的部分(fèn)(<30MHz)。

 所以(yǐ)不能隻注意高頻而(ér)忽略低頻(pín)的部分.一個好的EMI/EMC設計必須一開(kāi)始布局時就要考慮到器件的(de)位置(zhì), PCB迭層的安排, 重要聯機的走法, 器件的選擇等, 如果這些沒有事前有較佳(jiā)的安排, 事後解(jiě)決則會事倍功半, 增加(jiā)成本.。

例如時鍾產生器的位置盡量不要靠近對外的連接器, 高速信號盡量走內層並注意特性阻抗匹配與參考層的連續以減少(shǎo)反射, 器件所(suǒ)推的信號之斜(xié)率(slew rate)盡量小以減低高頻成分, 選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時注意其頻(pín)率響應是否符合需求(qiú)以降低電源層噪聲。

另(lìng)外, 注意高(gāo)頻信(xìn)號電流之回流路徑使其回路麵積盡量小(也就是回路阻抗loop impedance盡量小(xiǎo))以減少輻射. 還可以用分割地層的方式以控製高頻噪聲的範圍. 最後, 適當的(de)選擇PCB與外殼(ké)的接地點(chassis ground)。

32、PCB設計時,怎樣通(tōng)過安排層來減少EMI問(wèn)題?

答:首先,EMI要從係(xì)統考慮,單憑PCB無法解決(jué)問題。層疊對EMI來講,我認為主要是(shì)提供信號最短回流路徑,減小耦(ǒu)合麵積,抑製差模幹擾。另外地層與電源層緊耦合,適當比電源層外延,對抑製共模幹擾有好處。

33、PCB設計時,為何要鋪銅?

答:


一(yī)般鋪銅有幾個方(fāng)麵原因:

① EMC.對於大麵積的地或電源(yuán)鋪銅(tóng),會起到屏蔽作用,有(yǒu)些特殊地,如(rú)PGND起到(dào)防護作用。

② PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果,或者層壓不變形,對於布線較少的PCB板層鋪(pù)銅。

③ 信號完整性要(yào)求,給高頻數字信號一個完整(zhěng)的回流路徑,並減(jiǎn)少直流(liú)網(wǎng)絡的布線。

當然還有散熱,特殊器件安裝要求鋪銅(tóng)等等原因

34、安規問題:FCC、EMC的具(jù)體含義是什麽(me)?

答:FCC: federal communication commission 美(měi)國通信委員會;EMC: electro megnetic compatibility 電磁兼容。FCC是(shì)個標準組織,EMC是(shì)一個標準。標準頒布都有相應的(de)原因(yīn),標準和測試方法。

35、在做pcb板的(de)時候,為(wéi)了減小幹擾,地線是否(fǒu)應該構成閉形式(shì)?

答:在做PCB板(bǎn)的(de)時候,一般來講都要減小回路麵積,以便減少幹擾,布地線的時候,也不 應布成閉合形式,而是布成樹枝狀較(jiào)好,還有就是要盡可能增大地的麵積。


36、PCB設(shè)計中,如何避免(miǎn)串擾?

答:變化的信(xìn)號(例如階躍信(xìn)號)沿傳輸線由A到B傳(chuán)播,傳(chuán)輸線C-D上會產生耦合信號,變化的信號一旦結(jié)束(shù)也就是信號恢複到穩定(dìng)的直流電平時,耦合信(xìn)號也(yě)就不(bú)存在了,因此串擾僅發生在信號跳變的過(guò)程當中,並且信號(hào)沿(yán)的變(biàn)化(轉(zhuǎn)換率)越快(kuài),產生的串擾也就越大。

空間中耦(ǒu)合的電磁場可以提取為無數耦合電容和耦合電感的集(jí)合,其中由(yóu)耦合電容產生的串(chuàn)擾信號在受害網絡上可以分成(chéng)前向串擾和反向串擾(rǎo)Sc,這個兩個信號極性相同;由耦合(hé)電感產生的串擾信號也分成前向串擾和反向串擾SL,這兩(liǎng)個信號(hào)極性相反。

耦合(hé)電感電容(róng)產生的前(qián)向串擾和反向串擾同時存在,並且大小幾乎相等,這樣,在受(shòu)害網(wǎng)絡上的前向串擾信號由於極性(xìng)相反,相互抵消,反向(xiàng)串擾(rǎo)極性相同,疊加增強。串擾分(fèn)析的模式通常包(bāo)括(kuò)默認模式(shì),三態模式(shì)和最壞(huài)情況模式分析。

默認模式類(lèi)似我們(men)實際對串擾測試的方式,即侵害網絡驅動器(qì)由翻轉信號(hào)驅動(dòng),受害網絡驅動器保持(chí)初始狀態(高電平或低電(diàn)平),然後(hòu)計算串擾值。這(zhè)種(zhǒng)方式對於單(dān)向信號的串擾分析比較有效。三態模式(shì)是指(zhǐ)侵害網絡驅動器由翻轉信號驅動,受害的(de)網絡(luò)的三態終端置為高阻狀態,來檢測串擾大小。

這種方式對雙向或複雜拓樸網絡比較有效。最壞情況分析是指將受害網絡的驅動器保持初始狀態,仿真(zhēn)器計算所(suǒ)有默認侵害網絡對每一個受害網絡的串擾的總和。這種方式一般隻對個別關鍵網絡進行分析,因為要計(jì)算的組合太多,仿(fǎng)真速度比較慢(màn)。

37、在EMC測試中發現時鍾信號的諧波超標十分嚴(yán)重,隻是在電源引腳(jiǎo)上連(lián)接去耦電容。在PCB設計中需要注(zhù)意哪些方麵以抑止電磁(cí)輻射呢?

答:EMC三要素為輻射(shè)源、傳播途徑和受害體。傳播途徑分為空間輻射傳播和電纜傳導。所以要抑製諧波,首先看看它(tā)傳播的途徑。電源去耦是解決傳導方式傳播,此(cǐ)外,必要的匹配和屏蔽也是需要(yào)的。

38、在PCB設計中(zhōng),通常將地線又分為保護(hù)地和信號地;電源地又(yòu)分為數字地(dì)和模擬地,為什麽要對地線進行劃分?

答:劃分地的目的主要是出於EMC的考慮,擔心數字部分電(diàn)源(yuán)和地上的噪聲會對其它信號,特別(bié)是模擬信號通過傳導途徑有幹擾。

至於信號和保護地的劃分,是因為(wéi)EMC中ESD靜放電(diàn)的考慮,類似於我們生活中避雷(léi)針接地的作用。無論怎樣(yàng)分,最終的大地隻有一個。隻是噪聲泄放途徑不同而已。

39、PCB設計中,在布時鍾時,有必要兩邊加地(dì)線屏蔽嗎?

答(dá):是否加屏蔽地線要根據(jù)板上(shàng)的串擾/EMI情況來(lái)決定,而(ér)且如對屏蔽地(dì)線(xiàn)的處理不好,有可能反而會使情況更糟。

40、近端串擾和遠端串擾與信號的頻率和(hé)信號的上升時間是否有關係?是否會隨著它們變化而變化?如(rú)果有關係,能否有公式說明它(tā)們(men)之間的(de)關係?

答:應該說侵害網(wǎng)絡對受害網絡(luò)造成的(de)串擾(rǎo)與信號變化沿有關,變化越(yuè)快,引起的串擾越大(dà),(V=L*di/dt)。

串擾(rǎo)對受害網絡上數字信號的判斷影響(xiǎng)則與信號頻率有關(guān),頻率越快,影響越大。

41、在設計(jì)PCB板時,有如下兩(liǎng)個疊層方案:

疊層1 》信號 》地 》信號 》電源(yuán)+1.5V 》信號 》電源+2.5V 》信號 》電源+1.25V 》電源+1.2V 》信號 》電源+3.3V 》信號 》電源(yuán)+1.8V 》信號 》地 》信號 

疊層2 》信號 》地 》信號 》電源+1.5V 》信號 》地 》信號 》電源+1.25V +1.8V 》電源+2.5V +1.2V 》信號 》地 》信號 》電源+3.3V 》信(xìn)號 》地 》信號

哪一(yī)種疊層順(shùn)序比較優選?對於疊層2,中(zhōng)間的兩個分割電源層是否會對相鄰的信(xìn)號層產生影響?這兩個(gè)信號層(céng)已經有地平麵給信號作為回流路徑。

答:應該說(shuō)兩種層疊各有好處。第一種保證了平麵層的(de)完整(zhěng),第二種增加了地(dì)層數目,有效降低了電源平麵的阻抗,對抑製係統EMI有好處。 

理論上講(jiǎng),電源平麵和地平(píng)麵對於交流信號是等(děng)效的。但實際上,地平麵具有比電(diàn)源平麵更好的交流阻抗(kàng),信號優選地平麵作為回流平麵。

但是由於層疊厚度因(yīn)素的影響,例如信號和電源(yuán)層間介質厚度小於與地之間的介質厚度,第二(èr)種層疊中跨分割(gē)的信號同樣在電源(yuán)分隔處存在信號回流不完整的問題。

42、在使用protel 99se軟件設計PCB時,處理器的是8?C51,晶振12MHZ 係統中還有一個40KHZ的超聲波信號和800hz的音頻信號,此時如何設計PCB才能提供(gòng)高抗幹擾能力?對於89C51等單片機而言,多大(dà)的信號的時候能夠影響89C51的正常工??除了拉大兩者之間的距離之外,還有沒有其它(tā)的技巧來提高係統抗幹擾(rǎo)的能力(lì)?

答:PCB設計提(tí)供高抗幹擾能力(lì),當(dāng)然需要盡量降低幹擾源信號的(de)信號變化沿(yán)速率,具體多高頻率的信號,要看幹擾信號是種電(diàn)平,PCB布線多長。

除了拉開間距外,通(tōng)過匹配或(huò)拓撲解決幹擾信(xìn)號的反射(shè),過衝等問題,也可以有效降低(dī)信號幹擾。

43、請問在PCB 布(bù)線中電源(yuán)的分布和布線是否也需要象接(jiē)地一樣注意。若不注意會帶來什麽樣的問題?會增加幹擾麽?

答:電源(yuán)若作為平麵層處理,其方式應該(gāi)類似於(yú)地層的處理,當然,為了降低電源的共模輻射,建議內(nèi)縮(suō)20倍(bèi)的電源層距地層的高度。

如果布線,建議走樹狀結構,注意避(bì)免電源環路問題。電源閉環會引起較大的共(gòng)模輻射。

44、我做了個TFT LCD的顯示屏,別人在做EMC測試時,幹擾信號通過空間傳導過來,導致屏幕顯示的圖象會晃動(dòng),幅度挺大的(de)。誰能指點下,要怎麽處理(lǐ)!是在幾股信號線(xiàn)上加幹擾脈衝群,具(jù)體是叫什麽(me)名字我也不太清楚,幹(gàn)擾信號通過信號線輻射出(chū)來(lái)的(de)。

答:如果是單獨的LCD,EMC測試中的脈衝群試驗幾乎是過不去的,特(tè)別是用耦合鉗的時候,會夠你受的了。如果是(shì)儀器中用到了LCD,就不(bú)難解決了,例如信(xìn)號線的退耦處理,導電膏適當減小LCD入口的阻抗,屏表(biǎo)麵加屏蔽導電絲網等。

45、前段時間EMC測試(shì),GSM固定無線電話(huà)在100MHz-300MHz之間有輻射(shè)雜散現象。之後(hòu),公司寄給(gěi)我兩部噴有靜電漆的(de)屏(píng)蔽外殼話機,實驗室不準換整部話機,我就把噴(pēn)有鐵磁性材料(liào)的靜電漆的外殼換到了(le)要修改測試的(de)話機上(shàng)。測(cè)試結果顯示以前的雜散現象沒有了(le),但是主頻出現了問題,話機工作的主頻是902MHz,但在(zài)905-910MHz之間又出現了幾個頻率,基本情況就是這樣。修改過程中,我隻換了外殼(ké),電路(lù)板和其他(tā)硬件都沒(méi)有做任何修(xiū)改(gǎi) 。

答:話機種類可以理(lǐ)解為:無線手機、無繩電話等等。需要明確(què)一下:話機的類型、主機工作頻率(lǜ)範圍以及(jí)機殼靜電噴塗材料的類型:如(rú)鐵磁(cí)類或非鐵磁類導電材料以及導(dǎo)電率等 。

46、使用Protel Dxp實心敷銅時選pour over all same net objects有什麽副作用?會不會引起幹擾信號在整塊板上亂竄,從而(ér)影響性能(néng)?我做的是一(yī)塊低頻的數據采集卡,這個問題可能不需要擔心,但還是想搞清楚。

答① :對於模、數混(hún)合的PCB板,模、數、地建議分開,最後再同點接地(dì),如用“瓷珠"或(huò)0歐電阻(zǔ)連接。高速的數據線最好有兩根地線平行走,可以減少幹擾。

答②:pour over all same net objects對信號的性(xìng)能沒有什麽影響,隻是對一些焊盤的焊接有影(yǐng)響,散熱比較快。這樣做對EMI應該是有好處的。增加焊盤與(yǔ)銅的接(jiē)觸麵積。

答③:實心敷銅時(shí)選pour over all same net objects不會有副作(zuò)用。應(yīng)該選擇為鋪花焊盤而(ér)不是實心焊盤,因為實心焊盤散熱快,可能導致回流(liú)焊時發生立碑的情(qíng)況。

47、請問什麽是磁珠,有什麽用途?磁珠連(lián)接、電感(gǎn)連接或者0歐姆電阻連接又是什麽(me) ?

答:磁珠專用於抑製信(xìn)號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰幹擾,還具有吸收靜電脈衝的能力(lì)。

磁珠是用來吸收超高頻信(xìn)號,象一些(xiē)RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩(dàng)電路,中低頻的濾波電路(lù)等,其應用頻(pín)率範圍很少超過50MHZ。

磁珠的功能主要是消除存在於傳輸線結構(電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的(de)交流正弦波成分,直流成(chéng)分是(shì)需要的有用信號,而射頻RF能量卻是無用的電(diàn)磁幹 擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)。

要消除這些不需(xū)要的信號能量(liàng),使用片式磁珠扮演(yǎn)高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許(xǔ)直流信號通過,而濾除交(jiāo)流信號。通(tōng)常高頻信號為30MHz以上,然而,低頻信號也會受到片式磁珠的影響。



要正確的選擇磁(cí)珠,必須注意以下幾點:

1、不(bú)需要的信號的頻率範圍為多少;

2、噪聲源(yuán)是誰;

3、需要多大的噪(zào)聲衰減;

4、環境(jìng)條件(jiàn)是什麽(溫度,直流電壓,結構強度);

5、電路和負載阻抗(kàng)是多少;

6、是否有(yǒu)空間在PCB板上放置磁珠。


前三條通過觀察廠家提(tí)供的阻抗頻率曲線就可以判斷。在阻抗曲線中三條曲線都非常重要,即電阻(zǔ),感抗和總阻抗。總阻抗通過ZR22πfL()2+:=fL來描述。

通過這一曲線(xiàn),選擇(zé)在(zài)希望衰減噪聲的頻率範圍內具有最大阻抗而在低頻和直流下信號衰減盡量小的磁珠型號。

 片式磁珠在過大的直流電壓下(xià),阻抗特性會受到影響,另外,如果工作溫升過(guò)高,或者外部磁場過大,磁珠(zhū)的阻抗都會受到(dào)不利的影響。

 使用片(piàn)式磁珠和片式電感(gǎn)的原因:是使用片式磁(cí)珠還是片式電感主要還在於應用。在諧(xié)振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需(xū)要的EMI噪聲時,使用片式磁珠是最佳的選擇。

48、剛才是做硬件設計的工作。請教各位怎麽(me)樣確定消除導(dǎo)線間串擾得電容容值(zhí)。

答:在PCB布線時應該注意不(bú)要有(yǒu)太長的平(píng)行走線,尤其是高速或高擺幅(fú)信號(hào)。如果無法(fǎ)避免,保持足夠(gòu)的距離(lí)或者添加地線隔離(lí)。受體積限製和抗幹擾要求(qiú)高的(de)部位可用金屬屏蔽隔離。

49、在實際做產品的時候發現了一個很頭疼的問題。將開發的樣機放在某(mǒu)個(gè)幹擾很厲害的車上的時候,為了解決續流的(de)問題,講一個小電瓶並接(jiē)在汽車的(de)電源上(加了一個二極管(guǎn)防止小電瓶的電壓(yā)被拉跨。)但是發現(xiàn)一旦與汽車的(de)打鐵地線一連接,終端就會被幹擾。有好的建議嗎?

答:這是很(hěn)明顯的EMC問題,車上電火花幹擾,導致你的終(zhōng)端設備被幹擾,這個幹擾可能是輻射,也可能是傳(chuán)導到你的終端。



這(zhè)個問(wèn)題很多種原因:

1、接地(dì)問題,你的終端主(zhǔ)板上地線的走線問題,布銅的(de)情(qíng)況;

2、外殼的(de)屏蔽(bì)問題,做(zuò)好是(shì)金屬外殼,將不是金屬部分(fèn)外(wài)殼用錫箔封上,可以一試;

3、線路板的布(bù)局,電源部分和CPU部分盡量分開,電(diàn)源部分走線要盡量粗,盡量短,布線規則很重要;

4、線路(lù)板的層數比較(jiào)重要,一般汽車上電子產品主板最好是至少4層板,兩層板抗幹擾可能較差;

5、加磁環,你(nǐ)可(kě)以考慮(lǜ)在(zài)做試驗時在電源線上套上(shàng)磁環。


當然(rán)可能還有很多別的解決方法,具體情況可能不一樣,希望對你能夠有所幫助

50、問(wèn)在電路中,為什麽在 SCL、SDA、AS都串聯一個電(diàn)阻,電阻(zǔ)的大小在電路中都會有什麽影響?

答:上拉是增(zēng)加?q幹擾能力(lì)的,一(yī)般(bān)取值Vcc/1mA~10K;串聯是阻尼用的(de),一般取33ohm~ 470ohm, 即當信號線上的脈衝頻率較高時(shí)將會從線的一端反射到(dào)另一端,這將可能影響數據及有EMI,加(jiā)串一個(gè)電阻在(zài)線中間將可有效控製(zhì)這種反射。

51、品(pǐn)在做CE/FCC測試時,如(rú)果在(zài)200MHz時輻射偏高,超過可接受的範圍,應該怎麽(me)消除,磁(cí)珠應該怎麽選擇(zé),另外晶(jīng)振倍頻部分的輻射應該如(rú)何去消除。

答:你談到(dào)的問題實在是太簡單,沒有辦法給予你一個非常準確的答複(fù),不過根據我個(gè)人的經驗,給點思考的(de)方法。

如(rú)果你能肯定是倍頻,則主要對產生倍頻的器件(jiàn)進行進行處理,這應該是(shì)有目標的,在處理可以(yǐ)直(zhí)接試一試,將產(chǎn)生倍頻的器件進行一個簡單的屏蔽(隻(zhī)需要用(yòng)可樂罐做個屏蔽罩,關鍵是要注意接地)。

在進行測試看看輻射值是否降低,如果降低則明(míng)確輻射的來源,再(zài)專門對其進行屏蔽處理。如果沒有變化,則應重點考慮一下(xià),露在外麵的傳輸線,如果傳輸線能接地一定要接地,最好能采用(yòng)屏蔽線試(shì)一試(shì),看看有沒有變化,以確認是否與傳輸(shū)線有關。

最後就是箱體本身的屏蔽問題,這個問題比較(jiào)複雜,而且成本較(jiào)高,是在沒有辦法的情況才考慮解(jiě)決(jué)的(de)方式。這(zhè)幾種方式都(dōu)嚐試後,輻射值應該會降低的。

52、最近在寫一個2KW的吸塵器軟件,功能是實現了,但過不了EMC。請指點下,軟件上麵采用哪種算法,可以過EMC! 功能簡述如下:

①軟起動和軟調速功能。(所謂軟(ruǎn)起動也就是電(diàn)機(jī)慢慢的(de)加速,速(sù)度不會突變)

②可以調(diào)節電機的轉速。

③是用(yòng)可控矽控製電機的。控製方式是對正弦波斬波。

在硬(yìng)件方麵,電路很簡單,硬件處理EMC就隻一個0.1uF的安規電容。

答:和硬件方麵溝通,可能要多下功(gōng)夫,單純軟(ruǎn)件很難解決。

53、DECODER中的DA的轉換頻率從芯片(piàn)裏麵順電源和(hé)地輻射出來,為166M。我在(zài)電源上並了個1N ,或630P,或30P但都不掉。兩層(céng)板,電源回路很短,請(qǐng)給點建議,並分(fèn)析下濾不掉的原因。

答①:電源的質量差(負載(zǎi)能力),DA應該單獨(dú)用一個電源。

答②:首(shǒu)先檢查輸出端接地是否良好,將信號輸出端口串BEAD試試。

答③:我(wǒ)認為你(nǐ)可以將其用100M磁(cí)珠損(sǔn)號166M高(gāo)頻。

54、 要做多路的(de)溫度采集,用的是K型熱(rè)電偶,電源用電荷泵轉換(huàn)模塊,信號調理部分想用AD620和OP07做二級放大,現(xiàn)在有幾個地方不(bú)太(tài)有把握。

①電源,我現(xiàn)在用12v電瓶供電,用電荷泵轉換成+/-12v,這樣的(de)電(diàn)壓有一定的紋波,對信號的采集比較(jiào)不利,是否該直接用電瓶電壓做成單電源的呢?

②熱電偶的兩個信號端是否按AD620的數據手冊上例子一樣直接輸入AD620的輸(shū)入端即(jí)可,我看手冊上還(hái)有EMI FILTER的部分,這部分對測量熱電偶的情況應(yīng)該怎(zěn)麽加進去(qù)呢?熱電偶的冷端(duān)是該接地(dì)還是接(jiē)一個穩定(dìng)的電壓呢?

③因為我(wǒ)要求的溫度涉及到零下,因此AD620輸(shū)出後要分別經過同相放大和反相放大再送入A/D端口,我(wǒ)打算(suàn)用OP07製作二級濾波,一級是無(wú)限增益濾波電路,二級是同相放大2倍和反(fǎn)相放大2倍的濾波電路,不知道這(zhè)樣可不可以?

答(dá):如你的熱電偶的冷端(duān)接地(許多設(shè)備熱電偶一端已接地),而且測溫(wēn)零度以(yǐ)下,你最好還是用+/-電源,這是通常的(de)做法。

電(diàn)源的(de)紋波要好,但(dàn)不一定正負對稱,你可再加穩定的LDO實現。低頻濾波對結果很有影響,但一級濾波應能(néng)滿足,EMI部分要看你的應(yīng)用環境。

對(duì)多路測溫,你可將多路器放在放大之前以降低成本。多路器(qì)應要差(chà)分(fèn)輸入,熱電偶輸入導線也(yě)應是熱電偶型的,挺貴的。

55、電磁兼容的一些基本問題:認證中經常(cháng)遇到的一些EMC問題。

答:下麵是總結出來的一(yī)些針對於電子產品(pǐn)中的部分問題。

一般電子產品(pǐn)都最容易出的問題有:RE--輻(fú)射,CE--傳導,ESD--靜電。

通訊類電子產品不光包括以上三項:RE,CE,ESD,還有Surge--浪湧(雷擊,打雷)

醫療器械最容易出現的問題是:ESD--靜電,EFT--瞬態脈衝抗(kàng)幹擾(rǎo),CS--傳導抗幹擾,RS--輻射抗幹擾

針對於北方幹燥地區,產品(pǐn)的ESD--靜電要求要很(hěn)高。

針對於(yú)像四川和一些西南多(duō)雷地區(qū),EFT防雷要求要很高(gāo)。

56、請問怎樣才能去除IC中(zhōng)的電磁幹擾(rǎo)?

答:IC受到的(de)電磁幹擾,主要是來自靜電(diàn)(ESD)。解決(jué)IC免受ESD幹(gàn)擾,一方麵在(zài)布板時候要考慮ESD(以及EMI)的問題,另一方麵要考慮增(zēng)加器件(jiàn)進(jìn)行ESD保護。

目前有兩種器件 :壓敏電阻(Varistor)和瞬態電壓抑製器(qì)TVS(Transient Voltage Suppressor)。

前者由氧化鋅構成,響應(yīng)速度相對慢,電壓抑製相對差,而(ér)且(qiě)每受一次ESD衝擊,就會(huì)老化, 直(zhí)到失效(xiào)。

而TVS是半導體製成,響應速度快,電壓(yā)抑製好,可以無限次使用(yòng)。從成本角度看,壓敏電阻成本要比TVS低。

57、電磁幹(gàn)擾現象表現:尤其是GPS應用在PMP這種產品,功能是MP4、MP3、FM調頻+GPS導航功能的手持車載兩用的GPS終(zhōng)端產品,手持車載兩用的GPS導航終(zhōng)端一定的有一個內置GPS Antenna,這樣GPS Antenna與GPS終(zhōng)端產品上的MCU、SDROM、晶振等元器件很(hěn)容易產生電磁幹擾,致使GPS Antenna的收星能力下降很多,幾乎沒辦法正常定位。不知道有沒有(yǒu)GPS設計開發者遇到過(guò)這樣的電磁幹擾,然後采取有效的辦法解決這樣的電磁幹擾,什麽(me)樣的解(jiě)決辦法??

答①:我覺得這個問題(tí)主要出在電路設計上,多半是電路的保護跟(gēn)屏蔽做的(de)不好,我現在的客戶已經沒有這方麵的困惑了,他們(men)現在有兩(liǎng)部分電磁幹擾現象,但基本都已經解決/bluetooth的電磁幹(gàn)擾(rǎo),2 遙控器的電磁幹(gàn)擾,解決辦法:第1項我還沒找(zhǎo)到答(dá)案(àn),第(dì)2項增大遙(yáo)控器的有效距離到5M。

答②:各功能模塊在PCB上的分布很重(chóng)要,在PCB Layer之前要(yào)根據電流大小,各部分晶體(tǐ)頻率,合理規劃,然後各部分接地非常重要,此為解(jiě)決(jué)共電源和地的幹擾。

 根據實測,主要振蕩源之間的空間距(jù)離對輻射影響很大,稍(shāo)遠離對幹擾有明顯降低,如空間不允許,有必要對其局部屏蔽,但(dàn)前提是在PCB同一塊接地區內,然後對電源的出入口去耦,磁(cí)珠電容是不錯(cuò)的選擇,藍牙及GPS可印板電感。

電源(yuán) DC/DC的轉(zhuǎn)換頻率選擇也(yě)很重要,不要讓倍頻(多(duō)次諧波)與其他電路的頻率(lǜ)(特別是接)重合(hé),有些DC/DC頻率是固定的,加簡單的濾波(bō)電路就可以。同頻抑製是引(yǐn)起(qǐ)GPS接和遙控接受靈敏度(dù)下降的主要原因。

還有,接受電路的本振幅度(dù)要調的(de)盡量(liàng)小(xiǎo),否則(zé)會(huì)成為一個(gè)持續的幹擾源。我們將藍牙,GPS接,另一個2.4GHz收發器,433M遙控接收均繼承在一個盒子內(nèi),效果還(hái)不錯,GPS接(jiē)收靈敏度(dù)很高。

58、遇到一個單片(piàn)機係統:

①主控芯片摩托羅拉的MC908JL3

② 8M陶瓷諧振

③電源采用連接線接入

現在是(shì)EMI中的傳導電壓在24M的位置單點超標(biāo)0.8dB。請各位指點有沒有什麽好的方法抑製超標。列入加磁(cí)環、加Y2電(diàn)容等。再(zài)有這(zhè)個(gè)頻率是(shì)傳導範圍還是輻射範圍?

答:到底是(shì)EMI實驗中24M超標還(hái)是做傳導時24M超標,如果是前者的話就是輻射超標,若是後者則(zé)傳導超標。

59、用雙向可控矽控製直流電(diàn)機的調(diào)速,但電機(jī)會幹擾電(diàn)源影響過零檢則,造成不受控或速度(dù)?j變。請各位指教!

答①: 出現這現象(xiàng)的可能性有:1、電機屬於非阻性負載,所以電路中產生相位移動,導致控製不準;可以加電容過濾;2、一般雙向可控矽控製大功率或大電流負載,采用過零導通,而不是調相,可減少EMC的影響。

答②:流移相調(diào)速很常用的,如果過零檢測的硬件(jiàn)部分沒問題的話,就要仔細改進軟件的處理方式了,在一(yī)個周期內(50Hz 20mS)要處理兩次可控矽的(de)導通,檢測到過零後的延遲輸出(chū)時間決(jué)定你的移(yí)相角度,

60、請問那(nà)位大俠(xiá)做(zuò)過V.35、E1、G.703(6?K)、繼電器(qì)接口的(de)EMC設計?能否給點建議(yì)?

主要要(yào)過下麵幾個標準:

GB/T 17626.12(IEC61000-4-12)電磁兼容(róng)試驗和測量技術 振蕩波抗幹擾度試驗(yàn)

GB/T17626.2(IEC61000-4-2)電磁兼(jiān)容試驗和測量技術 靜電放(fàng)電抗幹擾度試驗

GB/T 17626.3(IEC61000-4-3)電磁兼容試驗和測(cè)量技術 射頻電磁(cí)場輻射抗幹擾度測試

GB/T 17626.4(IEC61000-4-4)電磁(cí)兼(jiān)容試驗和測量技術 電快速瞬變(biàn)脈衝(chōng)群抗幹擾度試驗

GB/T 17626.5(IEC61000-4-5)電磁兼容試驗和測量(liàng)技術 浪湧衝擊抗幹擾度試驗GB/T 17626.6(IEC61000-4-6)電磁兼容試(shì)驗和測量(liàng)技術 射頻場感應的傳導騷擾抗幹擾度

答:這些標準都是EMC測(cè)試的(de)一些基礎標(biāo)準,還需要結合你的產品確定具體指標。你的這些接(jiē)口是通信(xìn)接(jiē)口,一般有(yǒu)標準電路。

當單板原理圖濾波設計、PCB的正確布局布線設計的時候,一般(bān)都可以通過測試,其他情況下需要(yào)增加EMC濾波、瞬態抑製器件(jiàn),這需(xū)要(yào)結合具體(tǐ)接口分析。

61、布線不能跨越分割電源之間的間隙,哪位(wèi)大蝦可以給個詳細說明(míng)啊?

答:如果一個電源層被分割成幾個(gè)不同的電源部分,如有3.3V、5V等(děng)的電源,信號線(xiàn)最好不(bú)要同時出現(xiàn)在不同的電源平麵(miàn)上,即布線不能(néng)跨越分割電源之間的間(jiān)隙,否則會出現(xiàn)不必要的EMC問題,對地也一樣,布線也不能跨(kuà)越(yuè)分割(gē)地之間(jiān)的間隙。

62、現用單片機通過達林頓管、光藕控(kòng)製(zhì)一12V繼電(diàn)器來控製交流接觸器的吸合,在吸合瞬間常導致單片(piàn)機複位,通過示(shì)波器測複位腳,能(néng)檢測到有效複位信號(使用三腳的(de)複位IC)。單(dān)片機使用5V供電,5V穩壓管前後均已(yǐ)接1000uF電容,且用(yòng)示波器檢測未發現電源波動。另外,如果繼電器(qì)空載(不接交流接觸(chù)器)則未發現複位現象。請問各(gè)位該如何解決 ?

答①:可以在交流接觸器線圈兩端並聯(lián)一電(diàn)阻和電容串聯的阻容吸收回路,電容的容量在0.01UF---0.47UF之間,耐壓最好高於線(xiàn)圈額定電壓的2-3倍,看這樣行不行?

答②:這個應該是交流接觸器動作時產(chǎn)生的EMC幹擾所致。樓上朋友的阻容吸收是個不錯的解決辦(bàn)法,同時也(yě)可以考慮在(zài)12V繼電器的輸出觸點並聯100P到47P的高壓電容(róng)試試。

答③:在交流(liú)接觸(chù)器加RC吸收(shōu)是有效的。但是你還(hái)檢查你(nǐ)的電源回路,看看你的CPU電源走線是(shì)否太(tài)長,盡量在(zài)芯片的電源腳上並去偶電容,還有就是(shì)穩壓部分也可以加LC吸收回(huí)路,盡可(kě)能的吸收來自電源的幹擾。

答④:先不帶負載看(kàn)看是否有同樣現(xiàn)象出現,分級判斷排出問題(tí)。可先不接光藕,再不接繼電器。如果不接光(guāng)藕還是出現複位,查查硬件輸出(chū)端口(kǒu)是否和複位(wèi)有短路,如果沒有複位,可以接光藕但不接繼電器。

還出現複位可(kě)能的情況是地線太(tài)細,複位腳的(de)地離光藕太近而且遠離電源,光藕的限流電阻太小,導致地電位瞬時抬高。布線時CPU要遠離大電流的(de)器件,地線采(cǎi)用星型(xíng)單點接地。如(rú)果還是出現複位,就是繼電器線圈和馳點電弧或大負載的變化(huà)引(yǐn)起的電磁幹擾。

可(kě)采取屏(píng)蔽和(hé)消除觸點拉弧的一些方法來解決。多數情況是電源沒處理(lǐ)好,地線或+5V線過長過細。CPU位置不合理

63、交流濾波(bō)器與直流濾波是否可(kě)以互(hù)用?一般而言,交流線濾波器可以用在直流的(de)場合,但是直流線濾波器不能用在交流的場合,這是為什麽?

答:直流(liú)濾波器中使用的旁路電容是直流電容,用在交流條件下可能會發生過熱而損壞,如果直流電容的耐(nài)壓較低,還會被擊穿而損壞。

即使不會發生這兩種情況,一般直流(liú)濾波器中的(de)共模旁路電容的容量較大,用在(zài)交(jiāo)流的場合會發生過(guò)大的漏電流,違反安全標準的規定。

64、在一個盒式設備中,比(bǐ)如以太網(wǎng)交換機或PC機,存在機殼地和(hé)電路地工作地,我發現有些設備(bèi)將兩個地用電(diàn)容連接,有些用(yòng)0電阻連接,有(yǒu)些(xiē)用鐵氧體連接(jiē),究(jiū)竟哪一個對(duì)?

答:我們一般(bān)使(shǐ)用102高壓瓷介電容。

65、“機構的防護"是指什(shí)麽?是不是機(jī)殼的防護??

答:是的,機殼要盡量嚴(yán)密,少用或不用導電材料,盡可能接(jiē)地。

66、請問(wèn)產品全部(bù)采用金(jīn)屬做為外殼(如鋁,不鏽鋼等(děng)材質)對產品的ESD防護有何大的(de)影響?應怎樣處理較好(hǎo)?

答:產品(pǐn)全(quán)部用金屬外殼,如果(guǒ)接地不良當然不(bú)利於ESD的防護,但(dàn)隻要做(zuò)好接地就不會有什麽問題。至於如何接地(dì)就要看設備的具體情況了,如果(guǒ)是大型設備(bèi),可以通過設備直(zhí)接接大地,效果當然會很(hěn)理想的。

67、為什(shí)麽頻譜分析儀不能觀(guān)測靜電放電等瞬(shùn)態幹擾?

答:因為頻譜分析儀是一種窄帶掃頻接(jiē)收機,它在某一時刻僅接收某個頻率範圍內的(de)能(néng)量。

而靜電放電等瞬態(tài)幹擾是(shì)一種(zhǒng)脈衝幹擾,其(qí)頻譜範圍很寬,但時間(jiān)很短,這樣頻譜(pǔ)分析儀在瞬態幹擾(rǎo)發生時觀察到的僅是(shì)其總能(néng)量的(de)一小部分,不能反映實際的幹擾情況。

68、在現場進行(háng)電(diàn)磁幹擾問題診斷時,往往需要使用近場探(tàn)頭和頻譜分析儀,怎樣用同軸電纜(lǎn)製作一個簡易的近場探頭?

答:將同軸電纜的外層(屏蔽層)剝開,使芯線(xiàn)暴露(lù)出來,將芯線繞成一個(gè)直徑1~2 厘米小(xiǎo)環(1~3 匝),焊接在外層(céng)上(shàng)。

69、測(cè)量人體的生物磁信息是一(yī)種新的醫療診斷方(fāng)法,這種生物磁的測量必須在磁場屏蔽室中進行, 這個屏蔽室必須能屏蔽從靜磁場到1GHz 的交變電磁場,請提出這個(gè)屏蔽室的 設計方案。

答:首先考慮屏蔽材料的選擇問題,由於(yú)要屏蔽頻率很低的磁(cí)場,因此要(yào)使用高導磁(cí)率的材料(liào),比如坡莫合金。由於坡(pō)莫合金(jīn)經過加工後,導磁率會降低,必須進行熱處理。

因此(cǐ),屏蔽室要做(zuò)成拚裝式的,由板材拚裝而成。事先將各塊板材按照設計加工好,然(rán)後進行熱處理,運輸到現(xiàn)場,十分小心進行安裝。每塊板材的結合處要重疊起來,以便(biàn)形成連續(xù)的磁通路。

這(zhè)樣構(gòu)成的屏蔽室能夠對低頻磁場有較好的屏(píng)蔽效能,但縫隙會產(chǎn)生高(gāo)頻泄漏。為了彌補這個不足,在坡莫合金屏蔽室的外(wài)層用(yòng)鋁板焊接(jiē)成第二(èr)層屏蔽,對高頻電磁場起到屏蔽作用。

70、 設計屏蔽機箱時,根據(jù)哪(nǎ)些因素選擇屏蔽材料?

答:從電磁(cí)屏蔽的角度考慮,主要要考慮所屏蔽(bì)的(de)電場波的種類。對於電場(chǎng)波、平麵波或頻率較高的磁場波,一般金屬都可以滿足要求,對於低(dī)頻磁場波,要使用導磁率較高(gāo)的材料。 


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