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第八章高速信号的EMC分析 电磁兼容中的接地技术 电磁兼容中的屏蔽技术 电磁兼容中的滤波技术 PCB中的电磁兼容 电磁兼容中的接地技术 接地是电路或系统正常工作的基本技术要求之一，也是EMC性能高低之关键因素。合理地应用接地技术，可以抑制电磁噪声，提高系统的抗干扰能力。并且良好的接地对电磁场有很好的屏蔽作用，能释放设备机壳上积累的大量的电荷，从而避免产生静电放电效应。 接地的种类 根据接地的作用不同，可以将设备的“地”分成以下三大类：工作地、安全地和出于电磁兼容需要接地。 电磁兼容中的接地技术 工作地 工作地是为了使电路能够正常工作而提供的一个基准电位。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时，视为相对的零电位。 安全地 安全地即将机壳接大地。一是防止机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全；二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安全。 出于电磁兼容需要接地 除了设备工作和安全保护之外，有时设计人员对设备还需要采取一些措施，比如屏蔽、滤波等，这些也是需要接地的。因此还用到诸如屏蔽接地、滤波接地、噪声和干扰抑制、静电接地等接地方法。 电磁兼容中的接地技术 接地方式 接地没有一个很系统的理论或模型，人们在考虑接地时只能依靠过去的经验或从书上看到的经验。接地的方法很多，具体使用哪一种方法取决于系统的结构和功能。接地的方式可以分为三种：单点接地、多点接地和混合接地。 电磁兼容中的接地技术 单点接地 单点接地连接是指在产品的设计中，接地线路与单独一个参考点相连，该点常常以地球为参考。 电磁兼容中的接地技术 电磁兼容中的接地技术 电磁兼容中的接地技术 模拟电路与数字电路的接地 模拟电路的接地 数字电路的接地 数模混合电路的接地 电磁兼容中的接地技术 接地电阻 接地电阻通常越小越好，一般要求接地电阻小于4 Ω；对于移动设备，接地电阻可小于10 Ω。接地电阻由接地线电阻、接触电阻和地电阻组成。 降低接地电阻的方法有以下三种： 降低接地线电阻，为此要选用总截面大和长度短的多股细导线。 降低接触电阻，为此要将接地线与接地螺栓、接地极紧密又牢靠地连接，并要增加接地极和土壤之间的接触面积与紧密度。 降低地电阻，为此要增加接地极的表面积和增加土壤的导电率(如在土壤中注入盐水)。 电磁兼容中的接地技术 地线的设计 地线的设计要注意以下几点： 正确选择单点接地与多点接地。 接地线应尽量加粗，地线宽度应是信号、控制线的1～3倍。 接地线构成闭环路。 CMOS运放电路的输入阻抗很高，且易受感应，在使用时对不用端要接地或接正电源。 在多层板中，专门设置一层地线面。 根据不同的电源电压，数字电路和模拟电路要分别设置地线。 对于数字电路，在双面板中设置地线网格。 模拟电路比较敏感，为了防止串扰，应采用单点接地。 同时具有模拟和数字功能的电路板，模拟地和数字地的电源铜箔通常是分离的，两种铜箔只在电源处连接。 电磁兼容中的屏蔽技术 屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。屏蔽作为电磁兼容控制的重要手段，可以有效地抑制电磁干扰。 屏蔽效能和波阻抗是屏蔽和电磁兼容中的两个重要概念。 电磁兼容中的屏蔽技术 电磁兼容中的屏蔽技术 屏蔽的分类 屏蔽按其机理可分为： 静电屏蔽 电场屏蔽 磁场屏蔽 电磁屏蔽 电磁兼容中的屏蔽技术 电磁屏蔽的设计 屏蔽技术 常用的屏蔽技术有多层屏蔽和薄膜屏蔽。 屏蔽材料 电磁波在穿过屏蔽材料时会由于能量的损耗而产生衰减。这种损耗可以分为反射损耗和吸收损耗两部分。 屏蔽结构 屏蔽体的屏蔽效能不仅取决于构成屏蔽体的材料，而且取决于屏蔽体的结构。电屏蔽体的形状最好设计为盒形或是全封闭的，但现实中一个完全封闭的屏蔽体是没有任何价值的，机箱或壳体上常开有很多显示窗、通风口、不同部分结合的缝隙等。可以根据需要适当地进行结构设计，来进一步减小分布电容。 电磁兼容中的屏蔽技术 印制电路板中的屏蔽 在排版设计中需注意以下几点： 避免印制导线之间的寄生耦合 印制导线的屏蔽 减小磁性元件对印制导线的干扰 电磁兼容中的屏蔽技术 屏蔽的设计原则 设计之前