主板的EMC濾波設計.ppt

EMC 濾波 目的：防止信號綫中的高次諧波對外輻射。 針對意圖信號的高次諧波：如clock信號，9次（包含9次）以上的高頻成分，適當的衰減，有利於減弱對外的輻射。 針對串擾上的非意圖信號：在不同時影響工作信號的情況下，可以完全的濾除，比如差分信號綫中的共模成分以及常見的對IO信號的濾波。 IO信號 高速： USB 1.1 12 Mbits/sec USB 2.0 480 Mbits/sec 1394 400 Mbits/sec LAN 10/100/ 1000Mbps 低速： Modem 14.4Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps PS/2 K/B Mouse K 級 COM Game Printer Audio K 級 EMC IO濾波的經驗值 KB/MS LC濾波 COM C濾波 printer C 濾波 VGA HSYNC/VHSYNC/VGACK/VGADA加排容150pF RGB Pai型濾波 Cap(33pF)bead(60R/100MHz) Cap(33pF) USB C.M. Choke與0R Array 共lay LAN（10/100M） L C bead(10R/100MHz) 10P LAN（1000M） 無濾波 ，值得注意的是信號綫的參考面必須都是GND AUDIO L-C Bead(120R/100MHz) Cap(1000pF) 濾波的阻抗分析 原理： 串聯時，信號遇到Bead， 俗稱磁珠，由氧磁体组成，Bead呈現高阻抗，雑訊不能通過，被Bead吸收，轉化為熱能。 ， 电感由磁心和线圈组成，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去。 並聯時，信號遇到電容，電容呈現低阻抗，雑訊通過電容，構成回路，返回。 外設最差狀態假定為100ohm，濾波器起作用的條件，串聯阻抗遠大于外設阻抗； 並聯阻抗遠小於外設阻抗。 典型的濾波器結構 C-L L-C Pai T C L 濾波器選取的依據 成本問題 PCB的空間問題 C-L濾波器 如圖9-3 EMI：雜訊從源端出來，到Node#1，遇到C，C呈現低阻抗----雜訊返回；遇到L，L呈現高阻抗，雜訊不能通過。 EMS：干擾從外設端進入，先遇到L，L呈現高阻抗，削弱雜訊；再遇到C，C呈現低阻抗，---雜訊返回外設（值得注意的是，如果在某一干擾頻率，電容未呈現低阻抗的時候，雜訊就不會通過C返回外設，而向電路内部前進，干擾電路） C-L參考面的連接（1） IO口參考面的切割，主要是爲了相對的隔絕内部電路和IO口以外。作用是，避免雑訊從IO口傳出，以及避免雑訊從IO口外傳入。 如圖9-5，digital GND 與 IO GND用一個Bead連接，内部雑訊從電容低阻抗返回； 外部雑訊遇到L，L呈現高阻抗，若有剩餘外部雑訊通過Bead，則遇到C，C呈現低阻抗，外部雑訊下地，由於bead相對高頻往往呈現高阻抗，外部雑訊不易從Bead返回，大部分會擴散在digital GND，對内部電路會有一定的影響。 C-L參考面的連接（2） 如圖9-6 對於内部雑訊來説，遇到C-------低阻抗，遇到連接digital和IO GND的Bead--------高阻抗，使得内部雑訊的返回路徑變差。 對於外部雑訊來説，遇到L-------高阻抗，不易通過，遇到C--------低阻抗，雑訊下IO GND，很容易返回外界。 L-C濾波器（使用率很高） 圖9-4 EMI：雜訊從源端出來，遇到L，L呈現高阻抗，雜訊不易通過。到Node#1，遇到C，C呈現低阻抗----雜訊返回。 EMS：干擾從外設端進入，先遇到C，C呈現低阻抗，---雜訊返回外設；剩餘雜訊遇到L，L呈現高阻抗，削弱雜訊。 L-C參考面的連接（1） 9-7 EMI：優點，大部分内部雑訊可以通過L，C，然後返回源端。 風險，若雑訊的某一頻率通過電容呈現高阻抗，則雑訊將該頻率雑訊將不能通過電容返回，而是沿著信號綫向外傳播。 EMS：外界雑訊遇到電容下digital GND后，不容易從Bead返回，而容易干擾digital GND。 L-C參考面的連接（2） 如圖9-8 EMI：内部雑訊通過L C后，下IO GND，返回時，遇到Bead高阻抗，影響返回。 EMS：外部雑訊遇到電容，下IO GND，返回容易。 L-C與C-L比較 L-C方式為EMI設計中常用的方式， 連接兩种GND的Bead，一般被直接用開口連接的方式取代，這樣，上面的Bead高阻抗問題就沒有了。一般說來，