建立经济高效的电磁干扰排查手段-传感器原理及检测技术.ppt

EMC设计及EMI排查技术 Compliance Direction Systems Inc. Compliance Direction —— Direct to EM_Compliance （加拿大）容向系统科技有限公司 容 向 —— 专注于电磁兼容方向 EMC/EMI问题 EMC/EMI问题，不仅仅是能否通过EMC测试的问题 产品内部的电磁干扰 稳定性、可靠性 产品对外产生的电磁干扰 空间 —— 发射辐射 电缆 —— 传导辐射 产品对外界干扰的抵抗能力 空间 —— 发射敏感度 电缆 —— 传导敏感度 电子产品EMI对策的变化 适应未来要求的EMI新对策 传统EMI对策 查找EMI问题的方法：频谱仪＋近场探头 “探测火苗” 采取的手段：屏蔽＋滤波 把“火苗”捂在设备内部 传统对策遇到新问题 需要考虑设备内部【板间，板内信号间】EMI问题，不能使用屏蔽/滤波手段 屏蔽和滤波会增加重量、成本 信号频率与干扰频率一致，不能采用滤波 频率提高，布线、屏蔽体、机箱等成为天线 高频信号耦合到电缆，由电缆发射 EMC对策新理念 新EMI对策的核心 全体人员认识EMI形成及抑制机理 全体人员：项目负责人、总体设计人员、硬件工程师、结构工程师、EMI工程师 认识EMI：借助先进的工具，迅速积累经验 采取科学手段：灭火种，切断火的蔓延路径 建立科学的EMC管理体系 项目各阶段EMC的评估 制订针对各类设计人员的工艺要求 利用先进的工具，建立完善的评估体系 及早考虑EMI/EMS/EMC EMI/EMC是项系统工程 早考虑 ? 成本低，手段多，效率高 需要产品所有组件协同配合 专家的经验? PCB设计的很多规则 设计能全部按照设计规则执行吗？ 所有的理论在所有场合都正确吗？ 仿真技术 数字电路的仿真模型：IBIS模型不完整、不准确 EMC仿真：需要SPICE模型，很难获得 精度与速度 及早引入测量技术 电磁场扫描技术、EMC预兼容测试 新理念要求企业充分重视EMC EMC是一项系统工程，不是EMC工程师一个人的事情 总体设计、单板设计阶段就需要考虑 仅整机考虑：成本高，速度慢，问题复杂 为工程师制订“工艺文件” 把经验总结为《电子产品设计规则》，成为《设计工艺文件》，避免犯类似错误 EMC是产品质量的一个非常重要的指标 需要保证生产线的产品与设计原型一致 新理念要求：提高工程师素质是根本 我国的EMI问题刚刚得到重视 工程师经验积累少、没有频域测量手段 先进的设备，仅仅是一种手段，最终解决问题还是需要工程师丰富的经验 “容向系统”定期出版“典型案例分析” “容向系统”提供专家级的技术服务 好的测量手段能帮助你迅速积累正确的经验 对EMI产生和抑制机理的理解，是解决未来EMI问题的基础 EMC/EMI测试技术 EMC认证测试 预兼容测试 近场测量 EMC认证测试技术 环境要求 发射辐射：开阔场或半电波暗室 发射抗扰度测试：全电波暗室。 EMC认证测试技术 远场测量 测量天线与被测物的距离一般为1、3、10米 给出的结果是一张频谱图 EMC预兼容测试 EMC认证测试 费用高，需出差，需预约等待 很难在认证测试中心进行各类试验 产品后期的成败型测试，解决问题的代价高、手段少、时间长 企业摸底测试——电磁兼容预测试 自己建立相应的EMC实验室 能使设计人员在产品研制的过程中，及早发现问题，及时采取有针对性的措施，降低纠错成本并提高认证测试的一次性通过率。 传统的EMC预兼容测试 场地 开阔场：中国几乎没有符合要求的OATS 暗室：费用昂贵，对EUT体积有限制 屏蔽室：测量不准确，对EUT体积有限制 工程师最急需的预测试类型 辐射发射：占85％以上，而且解决最难 传统预测试的问题 传统预测试方法 主设备：频谱仪 环境：普通环境 方法：EUT开机关机各测一次，结果相减 EMI定位：配单探头 问题 背景信号不稳定 EUT与背景相同的频率点 结果有偏差 近场测量 测量EUT上的电流：EMI是EUT上的高频电流回路形成的。 精确定位EMI产生的源头和分布区域。 PCB的EMC设计技术 高速PCB？ 与工作频率无关，仅与所使用的器件有关 fknee=1/(?*Tr)，Tr＝1ns，则fknee=320MHz PCB上EMC问题的主要原因 不均匀分布的电流以及回流 过细的电源线或者地线【单/双层板】 信号线的辐射（上升沿陡，Tr小的信号） 信号线共享回流路径 电源滤波 —— 通过外接电缆辐射出去 不合理的滤波电容值 不合理的滤波电容放置位置 不合理的分层结构 天线效应 —— 引起EMS问题 线路板的两种辐射机理 共模和差模对EMC测试的影响 如何减小差模辐射？ 降低电流【I】和频率【f】 降低有用频率的EMI：阻尼电阻值的正确选择，或者正确使用磁珠，同时保证S