
相信有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者都知道,如果在電路板中開始添加針對(duì)EMI有效的控制,便能夠在之后檢測(cè)環(huán)節(jié)省去非常多的EMI測(cè)試時(shí)間和成本,并且能達(dá)到非常好的效果。本文就將從電源系統(tǒng)、接地、串接阻尼電阻、屏蔽等方面來對(duì)電路板中的EMI控制進(jìn)行介紹。
電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)低阻抗電源系統(tǒng),確保在低于fknee頻率范圍內(nèi)的電源分配系統(tǒng)的阻抗低于目標(biāo)阻抗。
使用濾波器,控制傳導(dǎo)干擾。
電源去耦。在EMI設(shè)計(jì)中,提供合理的去耦電容,能使芯片可靠工作,并降低電源中的高頻噪聲,減少EMI。由于導(dǎo)線電感及其它寄生參數(shù)的影響,電源及其供電導(dǎo)線響應(yīng)速度慢,從而會(huì)使高速電路中驅(qū)動(dòng)器所需要的瞬時(shí)電流不足。合理地設(shè)計(jì)旁路或去耦電容以及電源層的分布電容,能在電源響應(yīng)之前,利用電容的儲(chǔ)能作用迅速為器件提供電流。正確的電容去耦可以提供一個(gè)低阻抗電源路徑,這是降低共模EMI的關(guān)鍵。
接地
接地設(shè)計(jì)是減少整板EMI的關(guān)鍵。
確定采用單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地或者混合接地方式。
數(shù)字地、模擬地、噪聲地要分開,并確定一個(gè)合適的公共接地點(diǎn)。
雙面板設(shè)計(jì)若無地線層,則合理設(shè)計(jì)地線網(wǎng)格很重要,應(yīng)保證地線寬度>電源線寬度>信號(hào)線寬度。也可采用大面積鋪地的方式,但要注意在同一層上的大面積地的連貫性要好。
對(duì)于多層板設(shè)計(jì),應(yīng)確保有地平面層,減小共地阻抗。
串接阻尼電阻
在電路時(shí)序要求允許的前提下,抑制干擾源的基本技術(shù)是在關(guān)鍵信號(hào)輸出端串入小阻值的電阻,通常采用22~33Ω的電阻。這些輸出端串聯(lián)小電阻能減慢上升/下降時(shí)間并能使過沖及下沖信號(hào)變得較平滑,從而減小輸出波形的高頻諧波幅度,達(dá)到有效地抑制EMI的目的。
屏蔽
關(guān)鍵器件可以使用EMI屏蔽材料或屏蔽網(wǎng)。
對(duì)關(guān)鍵信號(hào)的屏蔽,可以設(shè)計(jì)成帶狀線或在關(guān)鍵信號(hào)的兩側(cè)以地線相隔離。
擴(kuò)頻
擴(kuò)展頻譜(擴(kuò)頻)的方法是一種新的降低EMI的有效方法。擴(kuò)展頻譜是將信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,把信號(hào)能量擴(kuò)展到一個(gè)比較寬的頻率范圍上。實(shí)際上,該方法是對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的一種受控的調(diào)制,這種方法不會(huì)明顯增加時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用證明擴(kuò)展頻譜技術(shù)是有效的,可以將輻射降低7到20dB。
EMI分析與測(cè)試
完成PCB布線后,可以利用EMI仿真軟件及專家系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,模擬EMC/EMI環(huán)境,以評(píng)估產(chǎn)品是否滿足相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求。
掃描測(cè)試
在使用電磁輻射掃描儀進(jìn)行掃描之后,能夠發(fā)現(xiàn)在對(duì)上電后的機(jī)盤進(jìn)行掃描時(shí)能夠得出如圖1中顯示的磁場(chǎng)分布圖(紅色、綠色、青白色區(qū)域表示電磁輻射能量由低到高),而后再根據(jù)這一結(jié)果對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行改進(jìn),使其適合針對(duì)EMI的控制。
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