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标题: [电路板设计]产品内部的电磁抗干扰兼容性设计 [打印本页]

作者: jsea    时间: 2004-5-22 18:11     标题: [电路板设计]产品内部的电磁抗干扰兼容性设计

1 印刷电路板设计中的电磁兼容性
    1.1 印刷线路板中的公共阻抗耦合问题
    数字地与模拟地分开,地线加宽。
    1.2 印刷线路板的布局
    ※对高速、中速和低速混用时,注意不同的布局区域。
    ※对低模拟电路和数字逻辑要分离。
    1.3 印刷线路板的布线(单面或双面板)
    ※专用零伏线,电源线的走线宽度≥1mm。
    ※电源线和地线尽可能靠近,整块印刷板上的电源与地要
    呈“井”字形分布,以便使分布线电流达到均衡。
    ※要为模拟电路专门提供一根零伏线。
    ※为减少线间串扰,必要时可增加印刷线条间距离,在意
    安插一些零伏线作为线间隔离。
    ※印刷电路的插头也要多安排一些零伏线作为线间隔离。
    ※特别注意电流流通中的导线环路尺寸。
    ※如有可能在控制线(于印刷板上)的入口处加接R-C去
    耦,以便消除传输中可能出现的干扰因素。
    ※印刷弧上的线宽不要突变,导线不要突然拐角(≥90度)。
    1.4 对在印刷线路板上使用逻辑电路有益建议
    ※凡能不用高速逻辑电路的就不用。
    ※在电源与地之间加去耦电容。
    ※注意长线传输中的波形畸变。
    ※用R-S触发的作按钮与电子线路之间配合的缓冲。
    1.4.1 逻辑电路工作时,所引入的电源线干扰及抑制方法
    1.4.2 逻辑电路输出波形传输中的畸变问题
    1.4.3 按钮操作与电子线路工作的配合问题
    1.5 印刷线路板的互连
    主要是线间串扰,影响因素:
    ※直角走线
    ※屏蔽线
    ※阻抗匹配
    ※长线驱动
    2 开关电源设计中的电磁兼容性
    2.1 开关电源对电网传导的骚扰与抑制
    骚扰来源:
    ①非线性流。
    ②初级电路中功率晶体管外壳与散热器之间的容光焕发
    性耦合在电源输入端产生的传导共模噪声。
    抑制方法:
    ①对开关电压波形进行“修整”。
    ②在晶体管与散热器之间加装带屏蔽层的绝缘垫片。
    ③在市电输入电路中加接电源滤波器。
    2.2 开关电源的辐射骚扰与抑制
    注意辐射骚扰与抑制
    抑制方法:
    ①尽可能地减小环路面积。
    ②印刷线路板上正负载流导体的布局。
    ③在次线整流回路中使用软恢复二极管或在二极管上并
    联聚酯薄膜电容器。
    ④对晶体管开关波形进行“修整”。
    2.3 输出噪声的减小
    原因是二极管反向电流陡变及回路分布电感。二极管结电容等形成高频衰减振荡,而滤波电容的等效串联电感又削弱了滤波的作用,因此在输出改波中出现尖峰干扰解决办法是加小电感和高频电容。
    3 设备内部的布线
    3.1 线间电磁耦合现象及抑制方法
    对磁场耦合:
    ①减小干扰和敏感电路的环路面积最好办法是使用双绞
    线和屏蔽线。
    ②增大线间距离(使互感减小)。
    ③尽可有使干扰源线路与受感应线路呈直角布线。
    对电容耦合:
    ①增大线间距离。
    ②屏蔽层接地。
    ③降低敏感线路的输入阻抗。
    ④如有可能在敏感电路采用平衡线路作输入,利用平衡
    线路固有的共模抑制能力克服干扰源对敏感线路的干扰。
    3.2 一般的布线方法:
    按功率分类,不同分类的导线应分别捆扎,分开敷设的线
    束间距离应为50~75mm。
    4 屏蔽电缆的接地
    4.1 常用的电缆
    ※双绞线在低于100KHz下使用非常有效,高频下因特性阻抗不均匀及由此造成的波形反射而受到限制。
    ※带屏蔽的双绞线,信号电流在两根内导线上流动,噪声电流在屏蔽层里流动,因此消除了公共阻抗的耦合,而任何干扰将同时感应到两根导线上,使噪声相消。
    ※非屏蔽双绞线抵御静电耦合的能力差些。但对防止磁场感应仍有很好作用。非屏蔽双绞线的屏蔽效果与单位长度的导线扭绞次数成正比。
    ※同轴电缆有较均匀的特性阻抗和较低的损耗,使从真流到甚高频都有较好特性。
    ※无屏蔽的带状电缆。
    最好的接线方式是信号与地线相间,稍次的方法是一根地、两根信号再一根地依次类推,或专用一块接地平板。
    4.2 电缆线屏蔽层的接地
    总之,将负载直接接地的方式是不合适的,这是因为两端接地的屏蔽层为磁感应的地环路电流提供了分流,使得磁场屏蔽性能下降。
    4.3 电缆线的端接方法
    在要求高的场合要为内导体提供360°的完整包裹,并用同轴接头来保证电场屏蔽的完整性。
    5 对静电的防护
    静电放电可通过直接传导,电容耦合和电感耦合三种方式进入电子线路。
    直接对电路的静电放电经常会引起电路的损坏,对邻近物体的放电通过电容或电感耦合,会影响到电路工作的稳定性。
    防护方法:
    ①建立完善的屏蔽结构,带有接地的金属屏蔽壳体可将放电电流释放到地。
    ②金属外壳接地可限制外壳电位的升高,造成内部电路与外壳之间的放电。
    ③内部电路如果要与金属外壳相连时,要用单点接地,防止放电电流流过内部电路。
    ④在电缆入口处增加保护器件。
    ⑤在印刷板入口处增加保护环(环与接地端相连)。




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