《CB的電磁兼容設(shè)計(jì)》PPT課件

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1、第六章PCB的電磁兼容設(shè)計(jì)地線和電源線上的噪聲Q1Q2Q3Q4R4R2R3R1VCC被驅(qū)動電路ICCI驅(qū)動I充電I放電IgVg電源線、地線噪聲電壓波形輸出ICCVCCIgVg1324寄生電容地線干擾線路板走線的電感L=0.002S(2.3lg(2S/W))+0.5?HWSL=(L1L2-M2)/(L1+L2-2M)若：L1=L2L=(L1+M)/2MII地線網(wǎng)格地線網(wǎng)格：在雙層板的兩面布置盡量多的平行地線，一面水平線，另一面垂直線，然后在它們交叉的地方用過孔連接起來。雖然從上面的分析中知道：平行導(dǎo)體的距離遠(yuǎn)些，減小電感的作用更大，但是考慮到每個(gè)芯片的近旁應(yīng)該有地線，往往每隔

2、1~1.5cm布一根地線。地線網(wǎng)格的制作方法：制作地線網(wǎng)格的一個(gè)關(guān)鍵是在布信號線之前布地線網(wǎng)格，否則是十分困難的。盡管地線要盡量寬，但是除了作為直流電源主回路的地線由于要通過較大的電流，需要有一定的寬度外，地線網(wǎng)格中的其它導(dǎo)線并不需要很寬，即使有一根很窄的導(dǎo)線，也比沒有強(qiáng)。電源線噪聲的消除電源線電感去藕電容這個(gè)環(huán)路盡量小電源去耦電容的正確布置盡量使電源線與地線靠近去耦電容的選擇C=dIdtdVZf1/2??LC各參數(shù)含義：在時(shí)間dt內(nèi)，電源線上出現(xiàn)了瞬間電流dI，dI導(dǎo)致了電源線上出現(xiàn)電壓跌落dV。最小容量：儲能電容的容量太小時(shí)，同樣不能達(dá)到預(yù)期的效果。但這是因?yàn)閮δ懿蛔阍?/p>

3、成的。儲能電容的最小容量用下面公式計(jì)算：C=dIdt/dV式中，dV是在時(shí)間dt內(nèi)，瞬變電流dI造成的電壓瞬間跌落。這個(gè)公式僅是概念性的，在實(shí)踐中，常常采用試驗(yàn)的方法確定最佳電容值。根據(jù)試驗(yàn)，對14和16腳的芯片，470~1000pF的電容具有最好的效果。儲能電容的種類：與濾波電容相同，要選擇低電感的高頻電容。例如瓷片電容或獨(dú)石電容。噪聲電壓控制的目標(biāo)：應(yīng)設(shè)法使地線上任何兩點(diǎn)的噪聲電壓，電源線對地的噪聲電壓，小于500mV。增強(qiáng)去耦效果的方法電源地鐵氧體注意鐵氧體安裝的位置接地線面細(xì)線粗線用鐵氧體增加電源端阻抗用細(xì)線增加電源端阻抗線路板的兩種輻射機(jī)理差模輻射共模輻射電流環(huán)桿

4、天線輻射源：線路板的輻射主要產(chǎn)生于兩個(gè)源，一個(gè)是PCB走線，另一個(gè)是I/O電纜。根據(jù)輻射驅(qū)動電流的模式，輻射分為差模輻射和共模輻射兩種。差模輻射：電路工作電流在信號環(huán)路中流動，這個(gè)信號環(huán)路會產(chǎn)生電磁輻射。由于這種電流是差模的，因此信號環(huán)路產(chǎn)生的輻射稱為差模輻射。共模輻射：當(dāng)傳輸信號的導(dǎo)體的電位與鄰近導(dǎo)體的電位不同時(shí)，在兩者之間就會產(chǎn)生電流。即使兩者之間沒有任何導(dǎo)體連接，高頻電流也會通過寄生電容流動。這種電流稱為共模電流，它所產(chǎn)生的輻射稱為共模輻射。在電子設(shè)備中，電纜的輻射主要以共模輻射為主。電流環(huán)路產(chǎn)生的輻射近場區(qū)內(nèi):H=IA/(4?D3)A/mE=Z0IA/(2?D2)V

5、/mZW=Z0（2?D/?）?遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi):H=?IA/(?2D)A/mE=Z0?IA/(?2D)V/mZW=Z0=377?AI隨頻率、距離增加而增加Z0f、D導(dǎo)線的輻射近場區(qū)內(nèi):H=IL/(4?D2)A/mE=Z0IL?/(8?2D3)V/mZW=Z0（?/2?D）?遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi):H=IL/(2?D)A/mE=Z0IL/(2?D)V/mIL隨頻率、距離增加而減小Z0f、D實(shí)際電路的輻射ZGZLVZC=ZG+ZL近場：ZC?7.9DfE=7.96VA/D3（?V/m）ZC?7.9Df，E=63IAf/D2（?V/m）H=7.96IA/D3（?A/m）遠(yuǎn)場：E=1.3IAf2/D（?

6、V/m）H=E/(120π)（?A/m）環(huán)路面積=A~I常用的差模輻射預(yù)測公式考慮地面反射時(shí)：E=2.6IAf2/D（?V/m）脈沖信號差模輻射的頻譜頻譜包絡(luò)線差模輻射頻率特性線脈沖的差模輻射包絡(luò)線1/?d1/?tr40dB/decfff-20dB/dec-40dB/decE=2.6IAf2/DEdB=20lg（2.6IA/D）+40lgf40dB/dec20dB/dec不同邏輯電路為了滿足EMI指標(biāo)要求所允許的環(huán)路面積僅代表了一個(gè)環(huán)路的輻射情況，若有N個(gè)環(huán)路輻射，乘以?N。因此，可能時(shí)，分散時(shí)鐘頻率。幾點(diǎn)說明說明1：表中僅對單個(gè)環(huán)路的輻射進(jìn)行了計(jì)算，如果n個(gè)環(huán)路的信號頻

7、率相同，則它們輻射的頻率也相同，強(qiáng)度疊加，則總輻射正比于?n。因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，盡量避免使用同一個(gè)時(shí)鐘來獲得不同的同步信號。如果，各個(gè)環(huán)路中電流的頻率不同，則沒有疊加的關(guān)系。說明2：絕不意味著只要電路滿足了這個(gè)條件（多個(gè)環(huán)路時(shí)，考慮疊加），PCB就能滿足EMI指標(biāo)要求。因?yàn)榫€路板的輻射不僅有差模輻射，還有共模輻射。而共模輻射往往比差模輻射更強(qiáng)。說明3：如果線路板上某個(gè)環(huán)路不滿足這些條件，則PCB肯定會產(chǎn)生超標(biāo)電磁輻射。如何減小差模輻射？E=2.6IAf2/D低通濾波器布線減小差模電流I：在保證電路功能的前提下，盡