《CB的電磁兼容設計》PPT課件

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1、第六章PCB的電磁兼容設計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：平行導體的距離遠些，減小電感的作用更大，但是考慮到每個芯片的近旁應該有地線，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)格中的其它導線并不需要很寬，即使有一根很窄的導線，也比沒有強。電源線噪聲的消除電源線電感去藕電容這個環(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：在時間dt內(nèi)，電源線上出現(xiàn)了瞬間電流dI，dI導致了電源線上出現(xiàn)電壓跌落dV。最小容量：儲能電容的容量太小時，同樣不能達到預期的效果。但這是因為儲能不足造

3、成的。儲能電容的最小容量用下面公式計算：C=dIdt/dV式中，dV是在時間dt內(nèi)，瞬變電流dI造成的電壓瞬間跌落。這個公式僅是概念性的，在實踐中，常常采用試驗的方法確定最佳電容值。根據(jù)試驗，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。例如瓷片電容或獨石電容。噪聲電壓控制的目標：應設法使地線上任何兩點的噪聲電壓，電源線對地的噪聲電壓，小于500mV。增強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線粗線用鐵氧體增加電源端阻抗用細線增加電源端阻抗線路板的兩種輻射機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)生于兩個源，一個是PCB走線，另一個是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：當傳輸信號的導體的電位與鄰近導體的電位不同時，在兩者之間就會產(chǎn)生電流。即使兩者之間沒有任何導體連接，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常用的差模輻射預測公式考慮地面反射時：E=2.6IAf2/D（?V/m）脈沖信號差模輻射的頻譜頻譜包絡線差模輻射頻率特性線脈沖的差模輻射包絡線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指標要求所允許的環(huán)路面積僅代表了一個環(huán)路的輻射情況，若有N個環(huán)路輻射，乘以?N。因此，可能時，分散時鐘頻率。幾點說明說明1：表中僅對單個環(huán)路的輻射進行了計算，如果n個環(huán)路的信號頻

7、率相同，則它們輻射的頻率也相同，強度疊加，則總輻射正比于?n。因此，在設計電路時，盡量避免使用同一個時鐘來獲得不同的同步信號。如果，各個環(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條件（多個環(huán)路時，考慮疊加），PCB就能滿足EMI指標要求。因為線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。說明3：如果線路板上某個環(huán)路不滿足這些條件，則PCB肯定會產(chǎn)生超標電磁輻射。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