第五章 PCB的電磁兼容设计.PPTVIP

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第五章 PCB的電磁兼容设计

第五章 PCB的电磁兼容设计 脉冲信号的频谱 T 1/?d 1/?tr d tr 谐波幅度 (电压或电流) 频率(对数) -20dB/dec -40dB/dec A V( or I) = 2A(d+tr)/T V( or I) = 0.64A/Tf V( or I) = 0.2A/Ttrf2 地线和电源线上的噪声 Q1 Q2 Q3 Q4 R4 R2 R3 R1 VCC 被驱动电路 ICC I驱动 I充电 I放电 Ig Vg 电源线、地线噪声电压波形 输出 ICC VCC Ig Vg 1 3 2 4 寄生电容 地线干扰 线路板走线的电感 L = 0.002S(2.3lg ( 2S / W ) + 0.5 ?H W S L = ( L1L2 - M2 ) / ( L1 + L2 - 2M ) 若:L1 = L2 L= ( L1 + M ) / 2 M I I 地线网格 电源线噪声的消除 电源线电感 储能电容 这个环路尽量小 电源解耦电容的正确布置 尽量使电源线与地线靠近 解耦电容的选择 C = dI dt dV Z f 1/2?? LC 各参数含义: 在时间dt内,电源线上出现了瞬间电流dI,dI导致了电源线上出现电压跌落dV。 增强解耦效果的方法 电源 地 铁氧体 注意铁氧体安装的位置 接地线面 细线 粗线 用铁氧体增加电源端阻抗 用细线增加电源端阻抗 线路板的两种辐射机理 差模辐射 共模辐射 电流环 杆天线 电流环路产生的辐射 近场区内: H = IA / (4?D3) A/m E = Z0IA / (2?D2) V/m ZW = Z0(2?D/?) ? 远场区内: H = ?IA / (? 2D) A/m E = Z0 ? IA / (? 2D) V/m ZW = Z0 = 377 ? A I 随频率、距离增加而增加 Z0 f、D 导线的辐射 近场区内: H = I L / (4?D2) A/m E = Z0I L ? / (8 ?2 D3) V/m ZW = Z0(?/2?D) ? 远场区内: H = I L / (2? D) A/m E = Z0 I L / (2? D) V/m I L 随频率、距离增加而减小 Z0 f、D 实际电路的辐射 ZG ZL V ZC = ZG + ZL 近场:ZC ? 7.9 D f E = 7.96VA / D3 (?V/m) ZC ? 7.9 D f , E = 63 I A f / D2 ( ? V/m) H = 7.96IA / D3 ( ? A/m) 远场: E = 1.3 I A f 2 /D ( ? V/m) 环路面积 = A ~ I 常用的差模辐射预测公式 考虑地面反射时: E = 2.6 I A f 2 /D ( ? V/m) 脉冲信号差模辐射的频谱 频谱包络线 差模辐射频率特性线 脉冲的差模辐射包络线 1/?d 1/?tr 40dB/dec f f f - 20dB/dec - 40dB/dec E = 2.6 I A f 2 /D EdB = 20lg(2.6 I A /D) +40lg f 40dB/dec 20dB/dec 不同逻辑电路为了满足EMI指标要求 所允许的环路面积 仅代表了一个环路的辐射情况,若有N个环路辐射,乘以 ? N 。因此,可能时,分散时钟频率。 如何减小差模辐射? E = 2.6 I A f 2 / D 低通滤波器 布线 电路中的强辐射信号 1 10 100 1000 1

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