150KHz至1GHz電磁放射量測.doc

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1、通過上一課的學習，我們貌似成功的點亮了一個LED小燈，但是還有一些知識大家還沒有徹底明白。單片機是根據(jù)硬件電路圖的設計來寫代碼的，所以我們不僅僅要學習編程知識，還有硬件知識，也要進一步的學習，這節(jié)課我們就要來穿插介紹電路硬件知識。3.1電磁干擾EMI第一個知識點，去耦電容的應用，那首先要介紹一下去耦電容的應用背景，這個背景就是電磁干擾，也就是傳說中的EMI。1、冬天的時候，尤其是空氣比較干燥的內(nèi)陸城市，很多朋友都有這樣的經(jīng)歷，手觸碰到電腦外殼、鐵柜子等物品的時候會被電擊，實際上這就是“靜電放電”現(xiàn)象，也稱之為ESD。2、不知道有沒有同學

2、有這樣的經(jīng)歷，早期我們使用電鉆這種電機設備，并且同時在聽收音機或者看電視的時候，收音機或者電視會出現(xiàn)雜音，這就是“快速瞬間群脈沖”的效果，也稱之為EFT。3、以前的老電腦，有的性能不是很好，帶電熱插拔優(yōu)盤、移動硬盤等外圍設備的時候，內(nèi)部會產(chǎn)生一個百萬分之一秒的電源切換，直接導致電腦出現(xiàn)藍屏或者重啟現(xiàn)象，就是熱插拔的“浪涌”效果，稱之為Surge。......電磁干擾的內(nèi)容有很多，我們這里不能一一列舉，但是有些內(nèi)容非常重要，后邊我們要一點點的了解。這些問題大家不要認為是小問題，比如一個簡單的靜電放電，我們用手能感覺到的靜電，可能已經(jīng)達到3

3、KV以上，如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，只是因為這個電壓雖然很高，電量卻很小，因此不會對人體造成傷害。但是我們應用的這些半導體元器件就不一樣了，一旦瞬間電壓過高，就有可能造成器件的損壞。而且，即使不損壞，在2、3里邊介紹的兩種現(xiàn)象，也嚴重干擾到我們正常使用電子設備了?；谝陨系倪@些問題，就誕生了電磁兼容(EMC)這個名詞。這節(jié)課我們僅僅講一下去耦電容的應用，電磁兼容的處理在我們今后設計電路，對PCB畫板布局中應用尤為重要，那是后話，暫且不說。3.2去耦電容的應用首先我們來看圖3-1。圖3-1去耦電容應用左邊這張圖，過了保險絲以后

4、，接了一個470uF的電容C16，右邊這種圖，經(jīng)過開關(guān)后，接了一個100uF的電容C19，并且并聯(lián)了一個0.1uF的電容C10。其中C16和C19起到的作用是一樣的，C10的作用和他們兩個不一樣，我們先來介紹這2個大一點的電容。容值比較大的電容，理論上可以理解成水缸或者水池子，同時，大家可以直接把電流理解成水流，其實大自然萬物的原理都是類似的。作用一，緩沖作用。當上電的瞬間，電流從電源處流下來的時候，不穩(wěn)定，容易沖擊電子器件，加個電容可以起到緩沖作用。就如同我們直接用水龍頭的水澆地，容易沖壞花花草草的。我們只需要在水龍頭處加個水池，讓水

5、經(jīng)過水池后再緩慢流進草地，就不會沖壞花草，起到有效的保護作用。作用二，穩(wěn)定作用。我們一整套電路，后級的電子器件功率大小、電流大小也不一樣，器件工作的時候，電流大小不是一直持續(xù)不變的。比如后級有個器件還沒有工作的時候，電流消耗是100mA，突然它參與工作了，電流猛的增大到150mA了，這個時候如果沒有一個水缸的話，電路中的電壓(水位)就會直接突然下降，比如我們的5V電壓突然降低到3V了。而我們系統(tǒng)中有些電子元器件，必須高于一定的電壓才能正常工作，電壓太低就直接不工作了，這個時候水缸就必不可少了。電容會在這個時候把存儲在里邊的電流釋放一下，

6、穩(wěn)定電壓，當然，隨后前級的電流會及時把水缸充滿的。有了這個電容，可以說我們的電壓和電流就會很穩(wěn)定了，不會產(chǎn)生大的波動。這種電容常用的有以下三種：圖3-2鋁電解電容??圖3-3鉭電容????????????圖3-4陶瓷電容這三種電容是我們常用的三種電容，其中第一種個頭大，占空間大，單位容量價格最便宜，第二種和第三種個頭小，占空間小，性能一般也略好于第一種，但是價格也貴不少。當然，除了價格，還有一些特殊參數(shù)，在通信要求高的場合也要考慮很多，這里暫且不說。我們板子上現(xiàn)在用的是第一種，只要在符合條件的情況下，第一種470uF的電容不到一毛錢，同

7、樣的耐壓和容值，第二種和第三種可能得1塊錢左右。電容的選取，第一個參數(shù)是耐壓值的考慮。我們用的是5V系統(tǒng)，電容的耐壓值要高于5V，一般推薦1.5倍到2倍即可，有些場合稍微高于也可以。我們板子上用的是10V耐壓的。第二個參數(shù)是電容容值，這個就需要根據(jù)經(jīng)驗來選取了，選取的時候，要看這個電容起作用的這塊系統(tǒng)的功率消耗情況，如果系統(tǒng)耗電較大，波動可能比較大，那么容值就要選大一些，反之，可以小一些。剛開始同學們設計電路也模仿別人，別人用多大自己也用多大，慢慢積累。比如咱上邊講電容作用二的時候，電流從100mA突然增大到150mA的時候，其實即使加

8、上這個電容，電壓也會輕微波動，比如從5V波動到4.9V，但是只要我們板子上的器件在電壓4.9V以上也可以正常工作的話，這點波動是沒有問題的，但是如果不加或者加的很小，電壓波動比較大，有些器件就會工作不正常了