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昨天在Kivy QQ空間上面看到有分享,這里也給大家貼出來,文章有點(diǎn)長 慢慢看
1、為什么要對(duì)產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計(jì)?
答:滿足產(chǎn)品功能要求、減少調(diào)試時(shí)間,使產(chǎn)品滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求,使產(chǎn)品不會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。
2、對(duì)產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計(jì)可以從哪幾個(gè)方面進(jìn)行?
答:電路設(shè)計(jì)(包括器件選擇)、軟件設(shè)計(jì)、線路板設(shè)計(jì)、屏蔽結(jié)構(gòu)、信號(hào)線/電源線濾波、電路的接地方式設(shè)計(jì)。
3、在電磁兼容領(lǐng)域,為什么總是用分貝(dB)的單位描述?
答:因?yàn)橐枋龅姆群皖l率范圍都很寬,在圖形上用對(duì)數(shù)坐標(biāo)更容易表示,而dB 就是用對(duì)數(shù)表示時(shí)的單位。
4、關(guān)于emc,我了解的不多,但是現(xiàn)在電路設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试絹碓娇,我在制做PCB板的時(shí)候,也遇到了一些PCB的EMC問題,但是覺得太潛。我想好好在這方面學(xué)習(xí)學(xué)習(xí),并不是隨大流,大家學(xué)什么我就學(xué)什么,是自己真的覺得EMC在今后的電路設(shè)計(jì)中的重要性越來越大,就像我在前面說的,自己了解不深,不知道怎么入手,想問問,要在EMC方面做的比較出色,需要有哪些基礎(chǔ)知識(shí),應(yīng)該學(xué)習(xí)哪些基礎(chǔ)課程。如何學(xué)習(xí)才是一條比較好的道路,我知道任何一門學(xué)問學(xué)好都不容易,也不曾想過短期內(nèi)把他搞通,只是希望給點(diǎn)建議,盡量少走一些彎路。
答:關(guān)于EMC需要首先了解一下EMC方面的標(biāo)準(zhǔn),如EN55022(GB9254),EN55024,以及簡單測(cè)試原理,另外需要了解EMI元器件的使用,如電容,磁珠,差模電感,共模電感等,在PCB層面需要了解PCB的布局、層疊結(jié)構(gòu)、高速布線對(duì)EMC的影響以及一些規(guī)則。還有一點(diǎn)就是對(duì)出現(xiàn)EMC問題需要掌握一些分析與解決思路。這些今后是作為一個(gè)硬件人員必須掌握的基本知識(shí)!
5、我是一個(gè)剛涉足pcb設(shè)計(jì)的新手,我想向您請(qǐng)教一下,要想做好PCB設(shè)計(jì)我應(yīng)該多多掌握哪方面的知識(shí)?另外,在PCB設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)于安規(guī)方面的知識(shí)一般在哪里能找到?盼望您 的指點(diǎn),不勝感激!
答:對(duì)于PCB設(shè)計(jì)應(yīng)該掌握:
1、熟悉與掌握相關(guān)PCB設(shè)計(jì)軟件,如POWERPCB/CANDENCE等;
2、了解熟悉所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的具體架構(gòu),同時(shí)熟悉原理圖電路知識(shí),包含數(shù)字與模擬知識(shí);
3、掌握PCB加工流程、工藝、可維護(hù)加工要求;
4、掌握PCB板高速信號(hào)完整性、電磁兼容(emi與ems)、SI、PI仿真設(shè)計(jì)等相關(guān)的知識(shí);
5、 如果相關(guān)工作涉及射頻,還需掌握射頻知識(shí);
6、對(duì)于PCB設(shè)計(jì)地的按規(guī)知識(shí)主要看GB4943或UL60950,一般的絕緣間距要求通過查表可以得到!
6、電磁兼容設(shè)計(jì)基本原則
答:電子線路設(shè)計(jì)準(zhǔn)則電子線路設(shè)計(jì)者往往只考慮產(chǎn)品的功能,而沒有將功能和電磁兼容性綜合考慮,因此產(chǎn)品在完成其功能的同時(shí),也產(chǎn)生了大量的功能性騷擾及其它騷擾。而且,不能滿足敏感度要求。電子線路的電磁兼容性設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾方面考慮:
元件選擇在大多數(shù)情況下,電路的基本元件滿足電磁特性的程度將決定著功能單元和最后的設(shè)備滿足電磁兼容性的程度。選擇合適的電磁元件的主要準(zhǔn)則包括帶外特性和電路裝配技術(shù)。因?yàn)槭欠衲軐?shí)現(xiàn)電磁兼容性往往是由遠(yuǎn)離基頻的元件響應(yīng)特性來決定的。而在許多情況下,電路裝配又決定著帶外響應(yīng)(例如引線長度)和不同電路元件之間互相耦合的程度。具體規(guī)則是:
⑴在高頻時(shí),和引線型電容器相比,應(yīng)優(yōu)先進(jìn)用引線電感小的穿心電容器或支座電容器來濾波。
⑵在必須使用引線式電容時(shí),應(yīng)考慮引線電感對(duì)濾波效率的影響。
⑶鋁電解電容器可能發(fā)生幾微秒的暫時(shí)性介質(zhì)擊穿,因而在紋波很大或有瞬變電壓的電路里,應(yīng)該使用固體電容器。
⑷使用寄生電感和電容量小的電阻器。片狀電阻器可用于超高頻段。
⑸大電感寄生電容大,為了提高低頻部分的插損,不要使用單節(jié)濾波器,而應(yīng)該使用若干小電感組成的多節(jié)濾波器。
⑹使用磁芯電感要注意飽和特性,特別要注意高電平脈沖會(huì)降低磁芯電感的電感量和在濾波器電路中的插損。
⑺盡量使用屏蔽的繼電器并使屏蔽殼體接地。
⑻選用有效地屏蔽、隔離的輸入變壓器。
⑼用于敏感電路的電源變壓器應(yīng)該有靜電屏蔽,屏蔽殼體和變壓器殼體都應(yīng)接地。
⑽設(shè)備內(nèi)部的互連信號(hào)線必須使用屏蔽線,以防它們之間的騷擾耦合。
⑾為使每個(gè)屏蔽體都與各自的插針相連,應(yīng)選用插針足夠多的插頭座。
7、方波脈沖驅(qū)動(dòng)電感傳感器的問題
答:1、信號(hào)測(cè)試過程中,盡量在屏蔽環(huán)境下進(jìn)行,如果不便的話,至少要屏蔽傳感器和前級(jí)。
2、測(cè)試過程中盡量使用差分探頭,或至少要盡可能減短探頭的接地線長度。這樣能減少測(cè)試誤差。
3、你的電路實(shí)際工作頻率并不太高,可以通過布線減少振鈴。為了噪聲特性更好,應(yīng)當(dāng)考慮共模信號(hào)的抑制問題,必要時(shí)插入共扼電抗器,同時(shí)注意整個(gè)工作環(huán)境中的開關(guān)電源噪聲,以及避免電源耦合。
4、如果傳感器允許,可以使用電流放大模式,這有利于提高速度,降低噪聲。模擬開關(guān)盡量放到前置放大器之后,盡管多了一路前放,但性能提高不少,而且降低調(diào)試難度。
5、如果十分介意波形,考慮額外的頻率補(bǔ)償。如果僅僅是數(shù)字檢測(cè),則應(yīng)當(dāng)降低工作頻率?偠灾艿皖l則低頻,能隔直則隔直。
6、注意AD轉(zhuǎn)換前的抗混疊濾波,以及軟件濾波,提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
8、GPS電磁干擾現(xiàn)象表現(xiàn):尤其是GPS應(yīng)用在PMP這種產(chǎn)品,功能是MP4、MP3、FM調(diào)頻+GPS導(dǎo)航功能的手持車載兩用的GPS終端產(chǎn)品,一定得有一個(gè)內(nèi)置GPS Antenna,這樣GPS Antenna與GPS終端產(chǎn)品上的MCU、SDROM、晶振等元器件很容易產(chǎn)生EMI/EMC電磁干擾,致使GPS Antenna的收星能力下降很多,幾乎沒辦法正常定位。采取什么樣的辦法可以解決這樣的EMI/EMC電磁干擾?
答:可以在上面加上ESD Filter,既有防靜電又能抗電磁干擾。我們的手機(jī)客戶帶GPS功能的就用的這個(gè)方法。做這些的廠家有泰克(瑞侃),佳邦,韓國ICT等等很多。
9、板子上幾乎所有的重要信號(hào)線都設(shè)計(jì)成差分線對(duì),目的在增強(qiáng)信號(hào)抗干擾能力.那俺一直有很多困惑的地方: 1.是否差分信號(hào)只定義在仿真信號(hào)或數(shù)字信號(hào)或都有定?? 2.在實(shí)際的線路圖中差分線對(duì)上的網(wǎng)羅如濾波器,應(yīng)如何分析其頻率響應(yīng),是否還是與分析一般的二端口網(wǎng)羅的方法一樣? 3.差分線對(duì)上承載的差分信號(hào)如何轉(zhuǎn)換成一般的信號(hào)? 差分線對(duì)上的信號(hào)波形是怎樣的,相互之間的關(guān)系如何?
答:1,差分信號(hào)只是使用兩根信號(hào)線傳輸一路信號(hào),依靠信號(hào)間電壓差進(jìn)行判決的電路,既可以是模擬信號(hào),也可以是數(shù)字信號(hào)。實(shí)際的信號(hào)都是模擬信號(hào),數(shù)字信號(hào)只是模擬信號(hào)用門限電平量化后的取樣結(jié)果。因此差分信號(hào)對(duì)于數(shù)字和模擬信號(hào)都可以定義。
2,差分信號(hào)的頻率響應(yīng),這個(gè)問題好。實(shí)際差分端口是一個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò),它存在差模和共模兩種分析方式。如下圖所示。在分析頻率相應(yīng)的時(shí)候,要分別添加同極性的共模掃頻源和互為反極性的差模掃頻源。而相應(yīng)端需要相應(yīng)設(shè)置共模電壓測(cè)試點(diǎn)Vcm=(V1+V2)/2, 和差模電壓測(cè)試點(diǎn)Vdm=V1-V2。網(wǎng)絡(luò)上有很多關(guān)于差分信號(hào)阻抗計(jì)算和原理的文章,可以詳細(xì)了解一下。
3,差分信號(hào)通常進(jìn)入差分驅(qū)動(dòng)電路,放大后得到差分信號(hào)。最簡單的就是差分共射鏡像放大器電路了,這個(gè)在一般的模擬電路教材都有介紹。下圖是某差分放大器件的spice電路圖和輸出信號(hào)波形,一般需要他們完全反相,有足夠的電壓差大于差模電壓門限。當(dāng)然信號(hào)不可避免有共模成分,所以差分放大器一個(gè)很重要的指標(biāo)就是共模抑制比Kcmr=Adm/Acm 。
10、我為單位的直流磁鋼電機(jī)設(shè)計(jì)了一塊調(diào)速電路,電源端以用0.33uf+夏普電視機(jī)電感+0.33uf后不理想,后用4只電感串在PCB板電源端,但在30~50MHz之間超了12db,該如何處
理?
答:通常來講,LC或PI型濾波電路比單一的電容濾波或電感濾波效果要好。您所謂的電源端以用0.33uf+夏普電視機(jī)電感+0.33uf后不理想不知道是什么意思?是輻射超標(biāo)嗎?在什么頻段?我猜測(cè)直流磁鋼電機(jī)供電回路中,反饋噪聲幅度大,頻率較低,需要感值大一點(diǎn)的電感濾波,同時(shí)采用多級(jí)電容濾波,效果會(huì)好一些。
11、最近正想搞個(gè)0--150M,增益不小于80 DB的寬帶放大器,!請(qǐng)問在EMC方面應(yīng)該注意什么問題呢?
答1:寬帶放大器設(shè)計(jì)時(shí)特別要注意低噪聲問題,比如要電源供給必須足夠穩(wěn)定等。
答2:1. 注意輸入和數(shù)出的阻抗匹配問題,比如共基輸入射隨輸出等
2. 各級(jí)的退偶問題,包括高頻和低頻紋波等
3. 深度負(fù)反饋,以及防止自激振蕩和環(huán)回自激等
4. 帶通濾波氣的設(shè)計(jì)問題
答3:實(shí)在不好回答,看不到實(shí)際的設(shè)計(jì),一切建議還是老生常談:注意EMC的三要素,注意傳導(dǎo)和輻射路徑,注意電源分配和地彈噪聲。150MHz是模擬信號(hào)帶寬,數(shù)字信號(hào)的上升沿多快呢?如果轉(zhuǎn)折頻率也在150MHz以下,個(gè)人認(rèn)為,傳導(dǎo)耦合,電源平面輻射將是主要考慮的因素,先做好電源的分配,分割和去耦電路吧。80dB,增益夠高的,做好前極小信號(hào)及其參考電源和地的隔離保護(hù),盡量降低這個(gè)部分的電源阻抗。
12、求教小功率直流永磁電機(jī)設(shè)計(jì)中EMC的方法和事項(xiàng)。生產(chǎn)了一款90W的直流永磁電機(jī)(110~120V,轉(zhuǎn)速2000/分鐘)EMC一直超標(biāo),生產(chǎn)后先把16槽改24槽,有做了軸絕緣,未能達(dá)標(biāo)!現(xiàn)在又要設(shè)計(jì)生產(chǎn)125W的電機(jī),如何處理?
答:直流永磁電機(jī)設(shè)計(jì)中EMC問題,主要由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)和換相時(shí)引起的打火。具體分析,可以使用RMxpert來設(shè)計(jì)優(yōu)化電機(jī)參數(shù),Maxwell2D來仿真EMI實(shí)際輻射。
13、是否可用阻抗邊界(Impedance)方式設(shè)定?或者用類似的分層阻抗 RLC阻??又或者使用designer設(shè)計(jì)電路和hfss協(xié)同作業(yè)?
答:集中電阻可以用RLC邊界實(shí)現(xiàn);如果是薄膜電阻,可以用面阻抗或阻抗編輯實(shí)現(xiàn)。
14、我現(xiàn)在在對(duì)外殼有一圈金屬裝飾件的機(jī)器做靜電測(cè)試,測(cè)試中遇到:接觸放電4k時(shí)32k晶振沒問題,空氣放電8k停振的問題,如何處理?
答:有金屬的話,空氣放電和接觸放電效果差不多,建議你在金屬支架上噴絕緣漆試試。
15、我們現(xiàn)在測(cè)量PCB電磁輻射很麻煩,采用的是頻譜儀加自制的近場探頭,先不說精度的問題,光是遇到大電壓的點(diǎn)都很頭疼,生怕頻譜儀受損。不知能否通過仿真的方法解決。
答:首先,EMI的測(cè)試包括近場探頭和遠(yuǎn)場的輻射測(cè)試,任何仿真工具都不可能替代實(shí)際的測(cè)試;其次,Ansoft的PCB單板噪聲和輻射仿真工具SIwave和任意三維結(jié)構(gòu)的高頻結(jié)構(gòu)仿真器HFSS分別可以仿真單板和系統(tǒng)的近場和遠(yuǎn)場輻射,以及在有限屏蔽環(huán)境下的EMI輻射。 仿真的有效性,取決于你對(duì)自己設(shè)計(jì)的EMI問題的考慮以及相應(yīng)的軟件設(shè)置。例如:單板上差模還是共模輻射,電流源還是電壓源輻射等等。就我們的一些實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn),絕大多數(shù)的EMI問題都可以通過仿真分析解決,而且與實(shí)際測(cè)試比較,效果非常好。
16、聽說Ansoft的EMC工具一般仿真1GHz以上頻率的,我們板上頻率最高的時(shí)鐘線是主芯片到SDRAM的只有133MHz,其余大部分的頻率都是KHz級(jí)別的。我們主要用Hyperlynx做的SI/PI設(shè)計(jì),操作比較簡單,但是現(xiàn)在整板的EMC依舊超標(biāo),影響畫面質(zhì)量。另外,你們的工具和Mentor pads有接口嗎?
答:Ansoft的工具可以仿真從直流到幾十GHz以上頻率的信號(hào),只是相對(duì)其它工具而言,1GHz以上的有損傳輸線模型更加精確。據(jù)我所知,HyperLynx主要是做SI和crosstalk的仿真,以及一點(diǎn)單根信號(hào)線的EMI輻射分析,目前還沒有PI分析的功能。影響單板的EMC的原因很多,解決信號(hào)完整性和串?dāng)_只是解決EMC的其中一方面,電源平面的噪聲,去耦策略,屏蔽方式,電流分布路徑等都會(huì)影響到EMC指標(biāo)。這些都可以再ansoft的SIwave工具中,通過仿真進(jìn)行考察。補(bǔ)充說明,ansoft的工具與Mentor PADS有接口。
17、請(qǐng)說明一下什么時(shí)候用分割底層來減少干擾,什么時(shí)候用地層分區(qū)來減少干擾。
答:分割底層,我還沒聽說過,什么意思?是否能舉個(gè)例子。 地層分割,主要是為了提??擾源和被干擾體之間的隔離度,如數(shù)模之間的隔離。當(dāng)然分割也會(huì)帶來諸如跨分割等信號(hào)完整性問題,利用ansoft的SIwave可以方便的檢查任意點(diǎn)之間的隔離度。當(dāng)然提高隔離度,還有其它辦法,分層、去耦、單點(diǎn)連接、都是辦法,具體應(yīng)用的效果可以用軟件仿真。
18、電容跨接兩個(gè)不同的電源銅箔分區(qū)用作高頻信號(hào)的回流路徑,眾所周知電容隔直流通交流,頻率越高電流越流暢,我的疑惑是現(xiàn)今接入PCB中的電平大都是經(jīng)過慮除交流的,那么如前所述電容通過的是什么呢?"交流的信號(hào)"嗎?
答1:這個(gè)問題很有點(diǎn)玄妙,沒見過很服人的解釋。對(duì)于交流,理想的是,電源和地“短路”,然而實(shí)際上其間的阻抗不可能真的是0 。你說的電容,容量不能太大,以體現(xiàn)出“低頻一點(diǎn)接地,搞頻多點(diǎn)接地”這一原則。這大概就是該電容的存在價(jià)值。經(jīng)常遇到這樣的情況:2個(gè)各自帶有電源的部件連接后,產(chǎn)生了莫名其妙的干擾,用個(gè)瓷片電容跨在2個(gè)電源間,干擾就沒了。
答2:該電容是用來做穩(wěn)壓和EMI用的,通過的是交流信號(hào)!艾F(xiàn)今接入PCB中的電平大都是經(jīng)過慮除交流的”的確如此,不過別忘了,數(shù)字電路本身就會(huì)產(chǎn)生交流信號(hào)而對(duì)電源造成干擾,當(dāng)大量的開關(guān)管同時(shí)作用時(shí),對(duì)電源造成的波動(dòng)是非常大的。不過在實(shí)際中,這種電容主要是起到輔助的作用,用來提高系統(tǒng)的性能,其它地方設(shè)計(jì)的好的話,完全可以不要。
答3:交流即是變化的。對(duì)于所謂的直流電平,比如電源來說,由于布線存在阻抗,當(dāng)他的負(fù)載發(fā)生變化,對(duì)電源的需求就會(huì)變化,或大或小。這種情況下,“串聯(lián)”的布線阻抗就會(huì)產(chǎn)生或大或小的壓降。于是,直流電源上就有了交流的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的頻率與負(fù)責(zé)變化的頻率有關(guān)。電容的作用在于,就近存儲(chǔ)一定的電荷能量,讓這種變化所需要的能量可以直接從電容處獲得。近似地,電容(這時(shí)可以看成電源啦)和負(fù)載之間好像就有了一條交流回路。電容起到交流回路的作用,大致就是這樣的吧……
19、公司新做了一款手機(jī),在做3C認(rèn)證時(shí)有一項(xiàng)輻射指標(biāo)沒過,頻率為50-60M,超過了5dB,應(yīng)該是充電器引起的,就加了幾個(gè)電容,其它的沒有,電容有1uF,100uF的。請(qǐng)問有沒有什么好的解決方案(不改充電器只更改手機(jī)電路)。在手機(jī)板的充電器的輸入端加電容能解決嗎?
答1:電容大的加大,小的改小,串個(gè)BIT,不過是電池導(dǎo)致的可能性不是很大。
答2:你將變頻電感的外殼進(jìn)行對(duì)地短接和屏蔽試試。
20、PCB設(shè)計(jì)如何避免高頻干擾?
答:避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號(hào)電磁場的干擾,也就是所謂的串?dāng)_(Crosstalk)。可用拉大高速信號(hào)和模擬信號(hào)之間的距離,或加ground guard/shunt traces在模擬信號(hào)旁邊。還要注意數(shù)字地對(duì)模擬地的噪聲干擾。
21、PCB設(shè)計(jì)中如何解決高速布線與EMI的沖突?
答:因EMI所加的電阻電容或ferrite bead, 不能造成信號(hào)的一些電氣特性不符合規(guī)范。 所以, 最好先用安排走線和PCB疊層的技巧來解決或減少EMI的問題, 如高速信號(hào)走內(nèi)層。 最后才用電阻電容或ferrite bead的方式, 以降低對(duì)信號(hào)的傷害。
22、若干PCB組成系統(tǒng),各板之間的地線應(yīng)如何連接?
答:各個(gè)PCB板子相互連接之間的信號(hào)或電源在動(dòng)作時(shí),例如A板子有電源或信號(hào)送到B板子,一定會(huì)有等量的電流從地層流回到A板子 (此為Kirchoff current law)。這地層上的電流會(huì)找阻抗最小的地方流回去。所以,在各個(gè)不管是電源或信號(hào)相互連接的接口處,分配給地層的管腳數(shù)不能太少,以降低阻抗,這樣可以降低地層上的噪聲。另外,也可以分析整個(gè)電流環(huán)路,尤其是電流較大的部分,調(diào)整地層或地線的接法,來控制電流的走法(例如,在某處制造低阻抗,讓大部分的電流從這個(gè)地方走),降低對(duì)其它較敏感信號(hào)的影響。
23、PCB設(shè)計(jì)中差分信號(hào)線中間可否加地線?
答:差分信號(hào)中間一般是不能加地線。因?yàn)椴罘中盘?hào)的應(yīng)用原理最重要的一點(diǎn)便是利用差分信號(hào)間相互耦合(coupling)所帶來的好處,如flux cancellation,抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線,便會(huì)破壞耦合效應(yīng)。
24、適當(dāng)選擇PCB與外殼接地的點(diǎn)的原則是什么?
答:選擇PCB與外殼接地點(diǎn)選擇的原則是利用chassis ground提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如,通常在高頻器件或時(shí)鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將PCB的地層與chassis ground做連接,以盡量縮小整個(gè)電流回路面積,也就減少電磁輻射。
25、在電路板尺寸固定的情況下,如果設(shè)計(jì)中需要容納更多的功能,就往往需要提高PCB的走線密度,但是這樣有可能導(dǎo)致走線的相互干擾增強(qiáng),同時(shí)走線過細(xì)也使阻抗無法降低,請(qǐng)介紹在高速(>100MHz)高密度PCB設(shè)計(jì)中的技巧?
答:在設(shè)計(jì)高速高密度PCB時(shí),串?dāng)_(crosstalk interference)確實(shí)是要特別注意的,因?yàn)樗鼘?duì)時(shí)序(timing)與信號(hào)完整性(signal integrity)有很大的影響。以下提供幾個(gè)注意的地方:
1.控制走線特性阻抗的連續(xù)與匹配。
2.走線間距的大小。一般?吹降拈g距為兩倍線寬?梢酝高^仿真來知道走線間距對(duì)時(shí)序及信號(hào)完整性的影響,找出可容忍的最小間距。不同芯片信號(hào)的結(jié)果可能不同。
3.選擇適當(dāng)?shù)亩私臃绞健?/font>
4.避免上下相鄰兩層的走線方向相同,甚至有走線正好上下重迭在一起,因?yàn)檫@種串?dāng)_比同層相鄰走線的情形還大。
5.利用盲埋孔(blind/buried via)來增加走線面積。但是PCB板的制作成本會(huì)增加。 在實(shí)際執(zhí)行時(shí)確實(shí)很難達(dá)到完全平行與等長,不過還是要盡量做到。
除此以外,可以預(yù)留差分端接和共模端接,以緩和對(duì)時(shí)序與信號(hào)完整性的影響。
26、PCB設(shè)計(jì)中模擬電源處的濾波經(jīng)常是用LC電路。但是為什么有時(shí)LC比RC濾波效果差?
答: LC與RC濾波效果的比較必須考慮所要濾掉的頻帶與電感值的選擇是否恰當(dāng)。 因?yàn)殡姼械母锌?reactance)大小與電感值和頻率有關(guān)。如果電源的噪聲頻率較低,而電感值又不夠大,這時(shí)濾波效果可能不如RC。但是,使用RC濾波要付出的代價(jià)是電阻本身會(huì)耗能,效率較差,且要注意所選電阻能承受的功率。
27、PCB設(shè)計(jì)中濾波時(shí)選用電感,電容值的方法是什么?
答:電感值的選用除了考慮所想濾掉的噪聲頻率外,還要考慮瞬時(shí)電流的反應(yīng)能力。如果LC的輸出端會(huì)有機(jī)會(huì)需要瞬間輸出大電流,則電感值太大會(huì)阻礙此大電流流經(jīng)此電感的速度,增加紋波噪聲(ripple noise)。 電容值則和所能容忍的紋波噪聲規(guī)范值的大小有關(guān)。紋波噪聲值要求越小,電容值會(huì)較大。而電容的ESR/ESL也會(huì)有影響。 另外,如果這LC是放在開關(guān)式電源(switching regulation power)的輸出端時(shí),還要注意此LC所產(chǎn)生的極點(diǎn)零點(diǎn)(pole/zero)對(duì)負(fù)反饋控制(negative feedback control)回路穩(wěn)定度的影響。
28、EMI的問題和信號(hào)完整性的問題,是相互關(guān)聯(lián)的,如何在定義標(biāo)準(zhǔn)的過程中,平衡兩者?
答:信號(hào)完整性和EMC還處于草案中不便于公開,至信號(hào)完整性和EMI兩者如何平衡,這不是測(cè)試規(guī)范的事,如果要達(dá)到二者平衡,最好是降低通信速度,但大家都不認(rèn)可。
29、PCB設(shè)計(jì)中如何盡可能的達(dá)到EMC要求,又不致造成太大的成本壓力?
答: PCB板上會(huì)因EMC而增加的成本通常是因增加地層數(shù)目以增強(qiáng)屏蔽效應(yīng)及增加了ferrite bead、choke等抑制高頻諧波器件的緣故。除此之外,通常還是需搭配其它機(jī)構(gòu)上的屏蔽結(jié)構(gòu)才能使整個(gè)系統(tǒng)通過EMC的要求。以下僅就PCB板的設(shè)計(jì)技巧提供幾個(gè)降低電路產(chǎn)生的電磁輻射效應(yīng)。
1、盡可能選用信號(hào)斜率(slew rate)較慢的器件,以降低信號(hào)所產(chǎn)生的高頻成分。
2、注意高頻器件擺放的位置,不要太靠近對(duì)外的連接器。
3、注意高速信號(hào)的阻抗匹配,走線層及其回流電流路徑(return current path), 以減少高頻的反射與輻射。
4、在各器件的電源管腳放置足夠與適當(dāng)?shù)娜ヱ詈想娙菀跃徍碗娫磳雍偷貙由系脑肼暋L貏e注意電容的頻率響應(yīng)與溫度的特性是否符合設(shè)計(jì)所需。
5、對(duì)外的連接器附近的地可與地層做適當(dāng)分割,并將連接器的地就近接到chassis ground。
6、可適當(dāng)運(yùn)用ground guard/shunt traces在一些特別高速的信號(hào)旁。但要注意guard/shunt traces對(duì)走線特性阻抗的影響。
7、電源層比地層內(nèi)縮20H,H為電源層與地層之間的距離。
30、PCB設(shè)計(jì)中當(dāng)一塊PCB板中有多個(gè)數(shù)/模功能塊時(shí),常規(guī)做法是要將數(shù)/模地分開,原因何在?
答:將數(shù)/模地分開的原因是因?yàn)閿?shù)字電路在高低電位切換時(shí)會(huì)在電源和地產(chǎn)生噪聲,噪聲的大小跟信號(hào)的速度及電流大小有關(guān)。如果地平面上不分割且由數(shù)字區(qū)域電路所產(chǎn)生的噪聲較大而模擬區(qū)域的電路又非常接近,則即使數(shù)模信號(hào)不交叉, 模擬的信號(hào)依然會(huì)被地噪聲干擾。也就是說數(shù)模地不分割的方式只能在模擬電路區(qū)域距產(chǎn)生大噪聲的數(shù)字電路區(qū)域較遠(yuǎn)時(shí)使用。
31、在高速PCB設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者應(yīng)該從那些方面去考慮EMC、EMI的規(guī)則呢?
答:一般EMI/EMC設(shè)計(jì)時(shí)需要同時(shí)考慮輻射(radiated)與傳導(dǎo)(conducted)兩個(gè)方面. 前者歸屬于頻率較高的部分(>30MHz)后者則是較低頻的部分(<30MHz). 所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分.一個(gè)好的EMI/EMC設(shè)計(jì)必須一開始布局時(shí)就要考慮到器件的位置, PCB迭層的安排, 重要聯(lián)機(jī)的走法, 器件的選擇等, 如果這些沒有事前有較佳的安排, 事后解決則會(huì)事倍功半, 增加成本. 例如時(shí)鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對(duì)外的連接器, 高速信號(hào)盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗匹配與參考層的連續(xù)以減少反射, 器件所推的信號(hào)之斜率(slew rate)盡量小以減低高頻成分, 選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時(shí)注意其頻
率響應(yīng)是否符合需求以降低電源層噪聲. 另外, 注意高頻信號(hào)電流之回流路徑使其回路面積盡量小(也就是回路阻抗loop impedance盡量小)以減少輻射. 還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的范圍. 最后, 適當(dāng)?shù)倪x擇PCB與外殼的接地點(diǎn)(chassis ground)。
32、PCB設(shè)計(jì)時(shí),怎樣通過安排迭層來減少EMI問題?
答:首先,EMI要從系統(tǒng)考慮,單憑PCB無法解決問題。層疊對(duì)EMI來講,我認(rèn)為主要是提供信號(hào)最短回流路徑,減小耦合面積,抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合,適當(dāng)比電源層外延,對(duì)抑制共模干擾有好處。
33、PCB設(shè)計(jì)時(shí),為何要鋪銅?
答:一般鋪銅有幾個(gè)方面原因:
1,EMC.對(duì)于大面積的地或電源鋪銅,會(huì)起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND起到防護(hù)作用。
2,PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果,或者層壓不變形,對(duì)于布線較少的PCB板層鋪銅。
3,信號(hào)完整性要求,給高頻數(shù)字信號(hào)一個(gè)完整的回流路徑,并減少直流網(wǎng)絡(luò)的布線。
當(dāng)然還有散熱,特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。
34、安規(guī)問題:FCC、EMC的具體含義是什么?
答: FCC: federal communication commission 美國通信委員會(huì);EMC: electro megnetic compatibility 電磁兼容。FCC是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織,EMC是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)頒布都有相應(yīng)的原因,標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法。
35、在做pcb板的時(shí)候,為了減小干擾,地線是否應(yīng)該構(gòu)成閉和形式?
答:在做PCB板的時(shí)候,一般來講都要減小回路面積,以便減少干擾,布地線的時(shí)候,也不 應(yīng)布成閉合形式,而是布成樹枝狀較好,還有就是要盡可能增大地的面積。
36、PCB設(shè)計(jì)中,如何避免串?dāng)_?
答:變化的信號(hào)(例如階躍信號(hào))沿傳輸線由A到B傳播,傳輸線C-D上會(huì)產(chǎn)生耦合信號(hào),變化的信號(hào)一旦結(jié)束也就是信號(hào)恢復(fù)到穩(wěn)定的直流電平時(shí),耦合信號(hào)也就不存在了,因此串?dāng)_僅發(fā)生在信號(hào)跳變的過程當(dāng)中,并且信號(hào)沿的變化(轉(zhuǎn)換率)越快,產(chǎn)生的串?dāng)_也就越大?臻g中耦合的電磁場可以提取為無數(shù)耦合電容和耦合電感的集合,其中由耦合電容產(chǎn)生的串?dāng)_信號(hào)在受害網(wǎng)絡(luò)上可以分成前向串?dāng)_和反向串?dāng)_Sc,這個(gè)兩個(gè)信號(hào)極性相同;由耦合電感產(chǎn)生的串?dāng)_信號(hào)也分成前向串?dāng)_和反向串?dāng)_SL,這兩個(gè)信號(hào)極性相反。
耦合電感電容產(chǎn)生的前向串?dāng)_和反向串?dāng)_同時(shí)存在,并且大小幾乎相等,這樣,在受害網(wǎng)絡(luò)上的前向串?dāng)_信號(hào)由于極性相反,相互抵消,反向串?dāng)_極性相同,疊加增強(qiáng)。串?dāng)_分析的模式通常包括默認(rèn)模式,三態(tài)模式和最壞情況模式分析。默認(rèn)模式類似我們實(shí)際對(duì)串?dāng)_測(cè)試的方式,即侵害網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器由翻轉(zhuǎn)信號(hào)驅(qū)動(dòng),受害網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器保持初始狀態(tài)(高電平或低電平),然后計(jì)算串?dāng)_值。這種方式對(duì)于單向信號(hào)的串?dāng)_分析比較有效。三態(tài)模式是指侵害網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器由翻轉(zhuǎn)信號(hào)驅(qū)動(dòng),受害的網(wǎng)絡(luò)的三態(tài)終端置為高阻狀態(tài),來檢測(cè)串?dāng)_大小。這種方式對(duì)雙向或復(fù)雜拓樸網(wǎng)絡(luò)比較有效。最壞情況分析是指將受害網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動(dòng)器保持初始狀態(tài),仿真器計(jì)算所有默認(rèn)侵害網(wǎng)絡(luò)對(duì)每一個(gè)受害網(wǎng)絡(luò)的串?dāng)_的總和。這種方式一般只對(duì)個(gè)別關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,因?yàn)橐?jì)算的組合太多,仿真速度比較慢。
37、在EMC測(cè)試中發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的諧波超標(biāo)十分嚴(yán)重,只是在電源引腳上連接去耦電容。在PCB設(shè)計(jì)中需要注意哪些方面以抑止電磁輻射呢?
答: EMC的三要素為輻射源,傳播途徑和受害體。傳播途徑分為空間輻射傳播和電纜傳導(dǎo)。所以要抑制諧波,首先看看它傳播的途徑。電源去耦是解決傳導(dǎo)方式傳播,此外,必要的匹配和屏蔽也是需要的。
38、在PCB設(shè)計(jì)中,通常將地線又分為保護(hù)地和信號(hào)地;電源地又分為數(shù)字地和模擬地,為什么要對(duì)地線進(jìn)行劃分?
答:劃分地的目的主要是出于EMC的考慮,擔(dān)心數(shù)字部分電源和地上的噪聲會(huì)對(duì)其它信號(hào),特別是模擬信號(hào)通過傳導(dǎo)途徑有干擾。至于信號(hào)的和保護(hù)地的劃分,是因?yàn)镋MC中ESD靜放電的考慮,類似于我們生活中避雷針接地的作用。無論怎樣分,最終的大地只有一個(gè)。只是噪聲瀉放途徑不同而已。
39、PCB設(shè)計(jì)中,在布時(shí)鐘時(shí),有必要兩邊加地線屏蔽嗎?
答:是否加屏蔽地線要根據(jù)板上的串?dāng)_/EMI情況來決定,而且如對(duì)屏蔽地線的處理不好,有可能反而會(huì)使情況更糟。
40、近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_與信號(hào)的頻率和信號(hào)的上升時(shí)間是否有關(guān)系?是否會(huì)隨著它們變化而變化?如果有關(guān)系,能否有公式說明它們之間的關(guān)系?
答:應(yīng)該說侵害網(wǎng)絡(luò)對(duì)受害網(wǎng)絡(luò)造成的串?dāng)_與信號(hào)變化沿有關(guān),變化越快,引起的串?dāng)_越大,(V=L*di/dt)。串?dāng)_對(duì)受害網(wǎng)絡(luò)上數(shù)字信號(hào)的判決影響則與信號(hào)頻率有關(guān),頻率越快,影響越大。
41、在設(shè)計(jì)PCB板時(shí),有如下兩個(gè)疊層方案: 疊層1 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+1.5V 》信號(hào) 》電源+2.5V 》信號(hào) 》電源+1.25V 》電源+1.2V 》信號(hào) 》電源+3.3V 》信號(hào) 》電源+1.8V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 疊層2 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+1.5V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+1.25V +1.8V 》電源+2.5V +1.2V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+3.3V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 哪一種疊層順序比較優(yōu)選?對(duì)于疊層2,中間的兩個(gè)分割電源層是否會(huì)對(duì)相鄰的信號(hào)層產(chǎn)生影響?這兩個(gè)信號(hào)層已經(jīng)有地平面給信號(hào)作為回流路徑。
答:應(yīng)該說兩種層疊各有好處。第一種保證了平面層的完整,第二種增加了地層數(shù)目,有效降低了電源平面的阻抗,對(duì)抑制系統(tǒng)EMI有好處。 理論上講,電源平面和地平面對(duì)于交流信號(hào)是等效的。但實(shí)際上,地平面具有比電源平面更好的交流阻抗,信號(hào)優(yōu)選地平面作為回流平面。但是由于層疊厚度因素的影響,例如信號(hào)和電源層間介質(zhì)厚度小于與地之間的介質(zhì)厚度,第二種層疊中跨分割的信號(hào)同樣在電源分隔處存在信號(hào)回流不完整的問題。
42、在使用protel 99se軟件設(shè)計(jì)PCB時(shí),處理器的是8?C51,晶振12MHZ 系統(tǒng)中還有一個(gè)40KHZ的超聲波信號(hào)和800hz的音頻信號(hào),此時(shí)如何設(shè)計(jì)PCB才能提供高抗干擾能力?對(duì)于89C51等單片機(jī)而言,多大的信號(hào)的時(shí)候能夠影響89C51的正常工??除了拉大兩者之間的距離之外,還有沒有其它的技巧來提高系統(tǒng)抗干擾的能力?
答: PCB設(shè)計(jì)提供高抗干擾能力,當(dāng)然需要盡量降低干擾源信號(hào)的信號(hào)變化沿速率,具體多高頻率的信號(hào),要看干擾信號(hào)是那種電平,PCB布線多長。除了拉開間距外,通過匹配或拓?fù)浣鉀Q干擾信號(hào)的反射,過沖等問題,也可以有效降低信號(hào)干擾。
43、請(qǐng)問在PCB 布線中電源的分布和布線是否也需要象接地一樣注意。若不注意會(huì)帶來什么樣的問題?會(huì)增加干擾么?
答:電源若作為平面層處理,其方式應(yīng)該類似于地層的處理,當(dāng)然,為了降低電源的共模輻射,建議內(nèi)縮20倍的電源層距地層的高度。如果布線,建議走樹狀結(jié)構(gòu),注意避免電源環(huán)路問題。電源閉環(huán)會(huì)引起較大的共模輻射。
44、我做了個(gè)TFT LCD的顯示屏,別人在做EMC測(cè)試時(shí),干擾信號(hào)通過空間傳導(dǎo)過來,導(dǎo)致屏幕顯示的圖象會(huì)晃動(dòng),幅度挺大的。誰能指點(diǎn)下,要怎么處理!是在幾股信號(hào)線上加干擾脈沖群,具體是叫什么名字我也不太清楚,干擾信號(hào)通過信號(hào)線輻射出來的。
答:如果是單獨(dú)的LCD,EMC測(cè)試中的脈沖群試驗(yàn)幾乎是過不去的,特別是用耦合鉗的時(shí)候,會(huì)夠你受的了。如果是儀器中用到了LCD,就不難解決了,例如信號(hào)線的退耦處理,導(dǎo)電膏適當(dāng)減小LCD入口的阻抗,屏表面加屏蔽導(dǎo)電絲網(wǎng)等。
45、前段時(shí)間EMC測(cè)試,GSM固定無線電話在100MHz-300MHz之間有輻射雜散現(xiàn)象。之后,公司寄給我兩部噴有靜電漆的屏蔽外殼話機(jī),實(shí)驗(yàn)室不準(zhǔn)換整部話機(jī),我就把噴有鐵磁性材料的靜電漆的外殼換到了要修改測(cè)試的話機(jī)上。測(cè)試結(jié)果顯示以前的雜散現(xiàn)象沒有了,但是主頻出現(xiàn)了問題,話機(jī)工作的主頻是902MHz,但在905-910MHz之間又出現(xiàn)了幾個(gè)頻率,基本情況就是這樣。修改過程中,我只換了外殼,電路板和其他硬件都沒有做任何修改 。
答:話機(jī)種類可以理解為:無線手機(jī)、無繩電話等等。需要明確一下:話機(jī)的類型、主機(jī)工作頻率范圍以及機(jī)殼靜電噴涂材料的類型:如鐵磁類或非鐵磁類導(dǎo)電材料以及導(dǎo)電率等
。
46、使用Protel Dxp實(shí)心敷銅時(shí)選pour over all same net objects有什么副作用?會(huì)不會(huì)引起干擾信號(hào)在整塊板上亂竄,從而影響性能?我做的是一塊低頻的數(shù)據(jù)采集卡,這個(gè)問題可能不需要擔(dān)心,但還是想搞清楚。
答1:對(duì)于模、數(shù)混合的PCB板,模、數(shù)、地建議分開,最后再同點(diǎn)接地,如用“瓷珠”或0歐電阻連接。高速的數(shù)據(jù)線最好有兩根地線平行走,可以減少干擾。
答2:pour over all same net objects對(duì)信號(hào)的性能沒有什么影響,只是對(duì)一些焊盤的焊接有影響,散熱比較快。這樣做對(duì)EMI應(yīng)該是有好處的。增加焊盤與銅的接觸面積。
答3:實(shí)心敷銅時(shí)選pour over all same net objects不會(huì)有副作用。應(yīng)該選擇為鋪花焊盤而不是實(shí)心焊盤,因?yàn)閷?shí)心焊盤散熱快,可能導(dǎo)致回流焊時(shí)發(fā)生立碑的情況。
47、請(qǐng)問什么是磁珠,有什么用途?磁珠連接、電感連接或者0歐姆電阻連接又是什么 ?
答:磁珠專用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。
磁珠是用來吸收超高頻信號(hào),象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲(chǔ)器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過錯(cuò)50MHZ。
磁珠的功能主要是消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)(電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信號(hào),而射頻RF能量卻是無用的電磁干 擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)。要消除這些不需要的信號(hào)能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號(hào)通過,而濾除交流信號(hào)。通常高頻信號(hào)為30MHz以上,然而,低頻信號(hào)也會(huì)受到片式磁珠的影響。
要正確的選擇磁珠,必須注意以下幾點(diǎn):
1、不需要的信號(hào)的頻率范圍為多少;
2、噪聲源是誰;
3、需要多大的噪聲衰減;
4、環(huán)境條件是什么(溫度,直流電壓,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度);
5、電路和負(fù)載阻抗是多少;
6、是否有空間在PCB板上放置磁珠;
前三條通過觀察廠家提供的阻抗頻率曲線就可以判斷。在阻抗曲線中三條曲線都非常重要,即電阻,感抗和總阻抗?傋杩雇ㄟ^ZR22πfL()2+:=fL來描述。通過這一曲線,選擇在希望衰減噪聲的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗而在低頻和直流下信號(hào)衰減盡量小的磁珠型號(hào)。 片式磁珠在過大的直流電壓下,阻抗特性會(huì)受到影響,另外,如果工作溫升過高,或者外部磁場過大,磁珠的阻抗都會(huì)受到不利的影響。 使用片式磁珠和片式電感的原因: 是使用片式磁珠還是片式電感主要還在于應(yīng)用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時(shí),使用片式磁珠是最佳的選擇。
48、剛才是做硬件設(shè)計(jì)的工作。請(qǐng)教各位怎么樣確定消除導(dǎo)線間串?dāng)_得電容容值。
答:在PCB布線時(shí)應(yīng)該注意不要有太長的平行走線,尤其是高速或高擺幅信號(hào)。如果無法避免,其間保持足夠的距離或者添加地線隔離。受體積限制和抗干擾要求高的部位可用金屬屏蔽合隔離。
49、在實(shí)際做產(chǎn)品的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很頭疼的問題。將開發(fā)的樣機(jī)放在某個(gè)干擾很厲害的車上的時(shí)候,為了解決續(xù)流的問題,講一個(gè)小電瓶并接在汽車的電源上(加了一個(gè)二極管防止小電瓶的電壓被拉跨。)但是發(fā)現(xiàn)一旦與汽車的打鐵地線一連接,終端就會(huì)被干擾。有好的建議嗎?
答:這是很明顯的EMC問題,車上電火花干擾,導(dǎo)致你的終端設(shè)備被干擾,這個(gè)干擾可能是輻射,也可能是傳導(dǎo)到你的終端。
這個(gè)問題很多種原因:
1、接地問題,你的終端主板上地線的走線問題,布銅的情況
2、外殼的屏蔽問題,做好是金屬外殼,將不是金屬部分外殼用錫箔封上,可以一試
3、線路板的布局,電源部分和CPU部分盡量分開,電源部分走線要盡量粗,盡量短,布線規(guī)則很重要
4、線路板的層數(shù)比較重要,一般汽車上電子產(chǎn)品主板最好是至少4層板,兩層板抗干擾可能較差
5、加磁環(huán),你可以考慮在做試驗(yàn)時(shí)在電源線上套上磁環(huán)
當(dāng)然可能還有很多別的解決方法,具體情況可能不一樣,希望對(duì)你能夠有所幫助
50、問在電路中,為什么在 SCL、SDA、AS都串聯(lián)一個(gè)電阻,電阻的大小在電路中都會(huì)有什么影響?
答:上拉是增加?q干擾能力的,一般取值Vcc/1mA~10K;串聯(lián)是阻尼用的,一般取33ohm~ 470ohm, 即當(dāng)信號(hào)線上的脈沖頻率較高時(shí)將會(huì)從線的一端反射到另一端,這將可能影響數(shù)據(jù)及有EMI,加串一個(gè)電阻在線中間將可有效控制這種反射。
51、品在做CE/FCC測(cè)試時(shí),如果在200MHz時(shí)輻射偏高,超過可接受的范圍,應(yīng)該怎么消除,磁珠應(yīng)該怎么選擇,另外晶振倍頻部分的輻射應(yīng)該如何去消除。
答:你談到的問題實(shí)在是太簡單,沒有辦法給與你一個(gè)非常準(zhǔn)確的答復(fù),不過根據(jù)我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn),給點(diǎn)思考的方法。
如果你能肯定是倍頻,則主要對(duì)產(chǎn)生倍頻的器件進(jìn)行進(jìn)行處理,這應(yīng)該是有目標(biāo)的,在處理是可以直接試一試,將產(chǎn)生倍頻的器件進(jìn)行一個(gè)簡單的屏蔽(只需要用可樂罐做個(gè)屏蔽罩,關(guān)鍵是要注意接地。)在進(jìn)行測(cè)試看看輻射值是否降低,如果降低則明確輻射的來源,在專門對(duì)其進(jìn)行屏蔽處理。如果沒有變化,則應(yīng)重點(diǎn)考慮一下,露在外面的傳輸線,如果傳輸線能接地一定要接地,最好能采用屏蔽線試一試,看看有沒有變化,以確認(rèn)是否與傳輸線有關(guān)。最后就是箱體本身的屏蔽問題,這個(gè)問題比較復(fù)雜,而且成本較高,是在沒有辦法的情況才考慮解決的方式。這幾種方式都嘗試后,輻射值應(yīng)該會(huì)降低的。
52、最近在寫一個(gè)2KW的吸塵器軟件,功能是實(shí)現(xiàn)了,但過不了EMC。請(qǐng)指點(diǎn)下,軟件上面采用哪種算法,可以過EMC! 功能簡述如下:
1、軟起動(dòng)和軟調(diào)速功能。(所謂軟起動(dòng)也就是電機(jī)慢慢的加速,速度不會(huì)突變)
2、可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
3、是用可控硅控制電機(jī)的?刂品绞绞菍(duì)正弦波斬波。
在硬件方面,電路很簡單,硬件處理EMC就只一個(gè)0.1uF的安規(guī)電容。
答: 和硬件方面溝通,可能要多下功夫,單純軟件很難解決。
53、DECODER中的DA的轉(zhuǎn)換頻率從芯片里面順電源和地輻射出來,為166M。我在電源上并了個(gè)1N ,或630P,或30P但都屢不掉。兩層板,電源回路很短,請(qǐng)給點(diǎn)建議,并分析下濾不掉的原因。
答1:電源的質(zhì)量差(負(fù)載能力),DA應(yīng)該單獨(dú)用一個(gè)電源。
答2:首先檢查輸出端接地是否良好,在將信號(hào)輸出端口串BEAD試試。
答3:我認(rèn)為你可以將其地用100M磁珠損號(hào)166M高頻。
54、 要做多路的溫度采集,用的是K型熱電偶,電源用電荷泵轉(zhuǎn)換模塊,信號(hào)調(diào)理部分想用AD620和OP07做二級(jí)放大,現(xiàn)在有幾個(gè)地方不太有把握,請(qǐng)做過的幫忙!
一是電源,我現(xiàn)在用12v電瓶供電,用電荷泵轉(zhuǎn)換成+/-12v,這樣的電壓有一定的紋波,對(duì)信號(hào)的采集比較不利,是否該直接用電瓶電壓做成單電源的呢?
二是熱電偶的兩個(gè)信號(hào)端是否按AD620的數(shù)據(jù)手冊(cè)上例子一樣直接輸入AD620的輸入端即可,我看手冊(cè)上還有EMI FILTER的部分,這部分對(duì)測(cè)量熱電偶的情況應(yīng)該怎么加進(jìn)去呢?熱電偶的冷端是該接地還是接一個(gè)穩(wěn)定的電壓呢?
三,因?yàn)槲乙蟮臏囟壬婕暗搅阆拢虼薃D620輸出后要分別經(jīng)過同相放大和反相放大再送入A/D端口,我打算用OP07制作二級(jí)濾波,一級(jí)是無限增益濾波電路,二級(jí)是同相放大2倍和反相放大2倍的濾波電路,不知道這樣可不可以?
答:如你的熱電偶的冷端接地(許多設(shè)備熱電偶一端已接地),而且測(cè)溫零度以下,你最好還是用+/-電源。這是通常的做法。電源的紋波要好,但不一定正負(fù)對(duì)稱,你可再加穩(wěn)定的LDO實(shí)現(xiàn)。低頻濾波對(duì)結(jié)果很有影響,但一級(jí)濾波應(yīng)能滿足,EMI部分要看你的應(yīng)用環(huán)境。對(duì)多路測(cè)溫,你可將多路器放在放大之前以降低成本。多路器應(yīng)要差分輸入,熱電偶輸入導(dǎo)線也應(yīng)是熱電偶型的,挺貴的。
55、電磁兼容的一些基本問題:認(rèn)證中經(jīng)常遇到的一些EMC問題。
答:下面是總結(jié)出來的一些針對(duì)于電子產(chǎn)品中的部分問題。
一般電子產(chǎn)品都最容易出的問題有:RE--輻射,CE--傳導(dǎo),ESD--靜電。
通訊類電子產(chǎn)品不光包括以上三項(xiàng):RE,CE,ESD,還有Surge--浪涌(雷擊,打雷)
醫(yī)療器械最容易出現(xiàn)的問題是:ESD--靜電,EFT--瞬態(tài)脈沖抗干擾,CS--傳導(dǎo)抗干擾,RS--輻射抗干擾
針對(duì)于北方干燥地區(qū),產(chǎn)品的ESD--靜電要求要很高。
針對(duì)于像四川和一些西南多雷地區(qū),EFT防雷要求要很高。
56、請(qǐng)問怎樣才能去除IC中的電磁干擾?
答:IC受到的電磁干擾,主要是來自靜電(ESD)。解決IC免受ESD干擾,一方面在布板時(shí)候要考慮ESD(以及EMI)的問題,另一方面要考慮增加器件進(jìn)行ESD保護(hù)。目前有兩種器件 :壓敏電阻(Varistor)和瞬態(tài)電壓抑制器TVS(Transient Voltage Suppressor)。前者由氧化鋅構(gòu)成,響應(yīng)速度相對(duì)慢,電壓抑制相對(duì)差,而且每受一次ESD沖擊,就會(huì)老化, 直到失效。而TVS是半導(dǎo)體制成,響應(yīng)速度快,電壓抑制好,可以無限次使用。從成本角度看,壓敏電阻成本要比TVS低。
57、電磁干擾現(xiàn)象表現(xiàn):尤其是GPS應(yīng)用在PMP這種產(chǎn)品,功能是MP4、MP3、FM調(diào)頻+GPS導(dǎo)航功能的手持車載兩用的GPS終端產(chǎn)品,手持車載兩用的GPS導(dǎo)航終端一定的有一個(gè)內(nèi)置GPS Antenna,這樣GPS Antenna與GPS終端產(chǎn)品上的MCU、SDROM、晶振等元器件很容易產(chǎn)生電磁干擾,致使GPS Antenna的收星能力下降很多,幾乎沒辦法正常定位。不知道有沒有GPS設(shè)計(jì)開發(fā)者遇到過這樣的電磁干擾,然后采取有效的辦法解決這樣的電磁干擾,什么樣的解決辦法??
答1:我覺得這個(gè)問題主要出在電路設(shè)計(jì)上,多半是電路的保護(hù)跟屏蔽做的不好,我現(xiàn)在的客戶已經(jīng)沒有這方面的困惑了,他們現(xiàn)在有兩部分電磁干擾現(xiàn)象,但基本都已經(jīng)解決/bluetooth的電磁干擾,2 遙控器的電磁干擾,解決辦法:第1項(xiàng)我還沒找到答案,第2項(xiàng)增大遙控器的有效距離到5M。
答2:各功能模塊在PCB上的分布很重要,在PCB Layer之前要根據(jù)電流大小,各部分晶體頻率,合理規(guī)劃,然后各部分接地非常重要,此為解決共電源和地的干擾。 根據(jù)實(shí)測(cè),主要振蕩源之間的空間距離對(duì)輻射影響很大,稍遠(yuǎn)離對(duì)干擾有明顯降低,如空間不允許,有必要對(duì)其做局部屏蔽,但前提是在PCB同一塊接地區(qū)內(nèi),然后對(duì)電源的出入口去耦,磁珠電容是不錯(cuò)的選擇,藍(lán)牙及GPS可印板電感。電源 DC/DC的轉(zhuǎn)換頻率選擇也很重要,不要讓倍頻(多次諧波)與其他電路的頻率(特別是接受)重合,有些DC/DC頻率是固定的,加簡單的濾波電路就可以。同頻抑制是引起GPS接受和遙控接受靈敏度下降的主要原因。還有,接受電路的本振幅度要調(diào)的盡量小,否則會(huì)成為一個(gè)持續(xù)的干擾源。我們將藍(lán)牙,GPS接受,另一個(gè)2.4GHz收發(fā)器,433M遙控接收均繼承在一個(gè)盒子內(nèi),效果還不錯(cuò),GPS接收靈敏度很高。
58、遇到一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)
1. 主控芯片摩托羅拉的MC908JL3
2. 8M陶瓷諧振
3. 電源采用連接線接入
現(xiàn)在是EMI中的傳導(dǎo)電壓在24M的位置單點(diǎn)超標(biāo)0.8dB。請(qǐng)各位指點(diǎn)有沒有什么好的方法抑制超標(biāo)。列入加磁環(huán)、加Y2電容等。再有這個(gè)頻率是傳導(dǎo)范圍還是輻射范圍?
答:到底是EMI實(shí)驗(yàn)中24M超標(biāo)還是做傳導(dǎo)時(shí)24M超標(biāo),如果是前者的話就是輻射超標(biāo),若是后者則傳導(dǎo)超標(biāo)。
59、用雙向可控硅控制直流電機(jī)的調(diào)速,但電機(jī)會(huì)干擾電源影響過零檢則,造成不受控或速度?j變。請(qǐng)各位指教!
答1: 出現(xiàn)這中現(xiàn)象的可能性有:1、電機(jī)屬于非阻性負(fù)載,所以電路中產(chǎn)生相位移動(dòng),導(dǎo)致控制不準(zhǔn);可以加電容過濾;2、一般雙向可控硅控制大功率或大電流負(fù)載,采用過零導(dǎo)通,而不是調(diào)相,可減少EMC的影響。
答2:流移相調(diào)速很常用的,如果過零檢測(cè)的硬件部分沒問題的話,就要仔細(xì)改進(jìn)軟件的處理方式了,在一個(gè)周期內(nèi)(50Hz 20mS)要處理兩次可控硅的導(dǎo)通,檢測(cè)到過零后的延遲輸出時(shí)間決定你的移相角度,
60、請(qǐng)問那位大俠做過V.35、E1、G.703(6?K)、繼電器接口的EMC設(shè)計(jì)?能否給點(diǎn)建議?
主要要過下面幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn):
GB/T 17626.12(IEC61000-4-12)電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 振蕩波抗干擾度試驗(yàn)
GB/T17626.2(IEC61000-4-2)電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 靜電放電抗干擾度試驗(yàn)
GB/T 17626.3(IEC61000-4-3)電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗干擾度測(cè)試
GB/T 17626.4(IEC61000-4-4)電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗干擾度試驗(yàn)
GB/T 17626.5(IEC61000-4-5)電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌沖擊抗干擾度試驗(yàn)GB/T 17626.6(IEC61000-4-6)電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗干擾度
答:這些標(biāo)準(zhǔn)都是EMC測(cè)試的一些基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),還需要結(jié)合你的產(chǎn)品確定具體指標(biāo)。你的這些接口是通信接口,一般有標(biāo)準(zhǔn)電路。當(dāng)單板原理圖濾波設(shè)計(jì)、PCB的正確布局布線設(shè)計(jì)的時(shí)候,一般都可以通過測(cè)試,其他情況下需要增加EMC濾波、瞬態(tài)抑制器件,這需要結(jié)合具體接口分析。
61、布線不能跨越分割電源之間的間隙,哪位大蝦可以給個(gè)詳細(xì)說明。
答:如果一個(gè)電源層被分割成幾個(gè)不同的電源部分,如有3.3V、5V等的電源,信號(hào)線最好不要同時(shí)出現(xiàn)在不同的電源平面上,即布線不能跨越分割電源之間的間隙,否則會(huì)出現(xiàn)不必要的EMC問題,對(duì)地也一樣,布線也不能跨越分割地之間的間隙。
62、現(xiàn)用單片機(jī)通過達(dá)林頓管、光藕控制一12V繼電器來控制交流接觸器的吸合,在吸合瞬間常導(dǎo)致單片機(jī)復(fù)位,通過示波器測(cè)復(fù)位腳,能檢測(cè)到有效復(fù)位信號(hào)(使用三腳的復(fù)位IC)。單片機(jī)使用5V供電,5V穩(wěn)壓管前后均已接1000uF電容,且用示波器檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)電源波動(dòng)。另外,如果繼電器空載(不接交流接觸器)則未發(fā)現(xiàn)復(fù)位現(xiàn)象。請(qǐng)問各位該如何解決
?
答1:可以在交流接觸器線圈兩端并聯(lián)一電阻和電容串聯(lián)的阻容吸收回路,電容的容量在0.01UF---0.47UF之間現(xiàn)在,耐壓最好高于線圈額定電壓的2-3倍,看這樣行不行?
答2:這個(gè)應(yīng)該是交流接觸器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的EMC干擾所致。樓上朋友的阻容吸收是個(gè)不錯(cuò)的解決辦法,同時(shí)也可以考慮在12V繼電器的輸出觸點(diǎn)并聯(lián)100P到47P的高壓電容試試。
答3:在交流接觸器加RC吸收是有效的。但是你還的檢查你的電源回路,看看你的CPU電源走線是否太長,盡量在芯片的電源腳上并去偶電容,還有就是穩(wěn)壓部分也可以加LC吸收回路,盡可能的吸收來自電源的干擾。
答4:先不帶負(fù)載看看是否有同樣現(xiàn)象出現(xiàn),分級(jí)判斷排出問題?上炔唤庸馀,再不接繼電器。如果不接光藕還是出現(xiàn)復(fù)位,查查硬件輸出端口是否和復(fù)位有短路,如果沒有復(fù)位,可以接光藕但不接繼電器。還出現(xiàn)復(fù)位可能的情況是地線太細(xì),復(fù)位腳的地離光藕太近而且遠(yuǎn)離電源,光藕的限流電阻太小,導(dǎo)致地電位瞬時(shí)抬高。布線時(shí)CPU要遠(yuǎn)離大電流的器件,地線采用星型單點(diǎn)接地。如果還是出現(xiàn)復(fù)位,就是繼電器線圈和馳點(diǎn)電弧或大負(fù)載的變化引起的電磁干擾?刹扇∑帘魏拖|點(diǎn)拉弧的一些方法來解決。多數(shù)情況是電源沒處理好,地線或+5V線過長過細(xì)。CPU位置不合理
63、交流濾波器與直流濾波是否可以互用?一般而言,交流線濾波器可以用在直流的場合,但是直流線濾波器絕對(duì)不能用在交流的場合,這是為什么?
答:直流濾波器中使用的旁路電容是直流電容,用在交流條件下可能會(huì)發(fā)生過熱而損壞,如果直流電容的耐壓較低,還會(huì)被擊穿而損壞。即使不會(huì)發(fā)生這兩種情況,一般直流濾波器中的共模旁路電容的容量較大,用在交流的場合會(huì)發(fā)生過大的漏電流,違反安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
64、在一個(gè)盒式設(shè)備中,比如以太網(wǎng)交換機(jī)或PC機(jī),存在機(jī)殼地和電路地工作地,我發(fā)現(xiàn)有些設(shè)備將兩個(gè)地用電容連接,有些用0電阻連接,有些用鐵氧體連接,究竟哪一個(gè)對(duì)?
答:我們一般使用102高壓瓷介電容。
65、“機(jī)構(gòu)的防護(hù)”是指什么?是不是機(jī)殼的防??
答:是的,機(jī)殼要盡量嚴(yán)密,少用或不用導(dǎo)電材料,盡可能接地。
66、請(qǐng)問產(chǎn)品全部采用金屬做為外殼(如鋁,不銹鋼等材質(zhì))對(duì)產(chǎn)品的ESD防護(hù)有何大的影響?應(yīng)怎樣處理較好?
答:產(chǎn)品全部用金屬外殼,如果接地不良當(dāng)然不利于ESD的防護(hù),但只要做好接地就不會(huì)有什么問題。至于如何接地就要看設(shè)備的具體情況了,如果是大型設(shè)備,可以通過設(shè)備直接接大地,效果當(dāng)然會(huì)很理想的。
67、為什么頻譜分析儀不能觀測(cè)靜電放電等瞬態(tài)干擾?
答:因?yàn)轭l譜分析儀是一種窄帶掃頻接收機(jī),它在某一時(shí)刻僅接收某個(gè)頻率范圍內(nèi)的能量。而靜電放電等瞬態(tài)干擾是一種脈沖干擾,其頻譜范圍很寬,但時(shí)間很短,這樣頻譜分析儀在瞬態(tài)干擾發(fā)生時(shí)觀察到的僅是其總能量的一小部分,不能反映實(shí)際的干擾情況。
68、在現(xiàn)場進(jìn)行電磁干擾問題診斷時(shí),往往需要使用近場探頭和頻譜分析儀,怎樣用同軸電纜制作一個(gè)簡易的近場探頭?
答:將同軸電纜的外層(屏蔽層)剝開,使芯線暴露出來,將芯線繞成一個(gè)直徑1~2 厘米小環(huán)(1~3 匝),焊接在外層上。
69、測(cè)量人體的生物磁信息是一種新的醫(yī)療診斷方法,這種生物磁的測(cè)量必須在磁場屏蔽室中進(jìn)行, 這個(gè)屏蔽室必須能屏蔽從靜磁場到1GHz 的交變電磁場,請(qǐng)?zhí)岢鲞@個(gè)屏蔽室的
設(shè)計(jì)方案。
答:首先考慮屏蔽材料的選擇問題,由于要屏蔽頻率很低的磁場,因此要使用高導(dǎo)磁率的材料,比如坡莫合金。由于坡莫合金經(jīng)過加工后,導(dǎo)磁率會(huì)降低,必須進(jìn)行熱處理。因此,屏蔽室要作成拼裝式的,由板材拼裝而成。事先將各塊板材按照設(shè)計(jì)加工好,然后進(jìn)行熱處理,運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場,十分小心的進(jìn)行安裝。每塊板材的結(jié)合處要重疊起來,以便形成連續(xù)的磁通路。這樣構(gòu)成的屏蔽室能夠?qū)Φ皖l磁場有較好的屏蔽效能,但縫隙會(huì)產(chǎn)生高頻泄漏。為了彌補(bǔ)這個(gè)不足,在坡莫合金屏蔽室的外層用鋁板焊接成第二層屏蔽,對(duì)高頻電磁場起到屏蔽作用。
70、 設(shè)計(jì)屏蔽機(jī)箱時(shí),根據(jù)哪些因素選擇屏蔽材料?
答:從電磁屏蔽的角度考慮,主要要考慮所屏蔽的電場波的種類。對(duì)于電場波、平面波或頻率較高的磁場波,一般金屬都可以滿足要求,對(duì)于低頻磁場波,要使用導(dǎo)磁率較高的材料。
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