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四大視角看EMC設計：濾波、接地、屏蔽、PCB布局
日期：2024-06-20 12:50
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摘要： 電磁干擾的主要方式是傳導干擾、輻射干擾、共阻抗耦合和感應耦合。對這幾種途徑產(chǎn)生的干擾我們應采用的相應對策：傳導采取濾波，輻射干擾采用屏蔽和接地等措施，就能夠大大提高產(chǎn)品的抵抗電磁干擾的能力，也可以有效的降低對外界的電磁干擾。本文從濾波設計、接地設計、屏蔽設計和PCB布局布線(xiàn)技巧四個(gè)角度，介紹EMC的設計技巧。
一、EMC濾波設計技巧
EMC設計中的濾波器通常指由L，C構成的低通濾波器。濾波器結構的選擇是由"*大不匹配原則"決定的。即在任何濾波器中，電容兩端存在高阻抗，電感兩端存在低阻抗。圖1是...
其中：l和r分別為引線(xiàn)的長(cháng)度和半徑。寄生電感會(huì )與電容產(chǎn)生串聯(lián)諧振，即自諧振，在自諧振頻率fo處，去耦電容呈現的阻抗*小，去耦效果*好。但對頻率f高于f／o的噪聲成份，去耦電容呈電感性，阻抗隨頻率的升高而變大，使去耦或旁路作用大大下降。實(shí)踐中，應根據噪聲的*高頻率fmax來(lái)選擇去耦電容的自諧振頻率f0，*佳取值為fo=fmax。
去耦電容容量的選擇 在數字系統中，去耦電容的容量通常按下式估算：
二、EMC接地設計
（4）將接地線(xiàn)構成閉環(huán)路
則接受器上的感應電壓為
由于瞬變電流在印制線(xiàn)條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導線(xiàn)的電感成分造成的，因此應盡量減小印制導線(xiàn)的電感量。印制導線(xiàn)的電感量與其長(cháng)度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導線(xiàn)對抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線(xiàn)、行驅動(dòng)器或總線(xiàn)驅動(dòng)器的信號線(xiàn)常常載有大的瞬變電流，印制導線(xiàn)要盡可能地短。對于分立組件電路，印制導線(xiàn)寬度在1.5mm左右時(shí)，即可完全滿(mǎn)足要求；對于集成電路，印制導線(xiàn)寬度可在0.2～1.0mm之間選擇。
布線(xiàn)時(shí)需要注意的幾個(gè)方面：
（3）采用完整的地平面設計，采用多層板設計，鋪設地層，便于干擾信號泄放。
（4）使電子元件遠離可能會(huì )發(fā)生放電的平面如機箱面板、把手、螺釘等，保持機殼與地良好接觸，為干擾提供良好的泄放通道。對敏感信號包地處理，降低干擾。
（5）盡量采用貼片元器件。
（6）模擬地與數字地在PCB與外界連接處進(jìn)行一點(diǎn)接地。
（7）高速邏輯電路應靠近連接器邊緣，低速邏輯電路和存儲器則應布置在遠離連接器處，中速邏輯電路則布置在高速邏輯電路和低速邏輯電路之間。
（8）電路板上的印制線(xiàn)寬度不要突變，拐角應采用圓弧形，不要直角或尖角。
（9）時(shí)鐘線(xiàn)、信號線(xiàn)也盡可能靠近地線(xiàn)，并且走線(xiàn)不要過(guò)長(cháng)，以減小回路的環(huán)面積。
3. 印制電路板的尺寸與器件的布置
印制電路板大小要適中，過(guò)大時(shí)印制線(xiàn)條長(cháng)，阻抗增加，不僅抗噪聲能力下降，成本也高；過(guò)小，則散熱不好，同時(shí)易受臨近線(xiàn)條干擾。在器件布置方面與其它邏輯電路一樣，應把相互有關(guān)的器件盡量放得靠近些，這樣可以獲得較好的抗噪聲效果。時(shí)鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，要相互靠近些。易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等應盡量遠離邏輯電路，如有可能，應另做電路板。
