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电路设计及EMC器件选择

2025-03-091980安规与电磁兼容网

1.1.3电路技术
* 对输入和按键采用电平检测(而非边沿检测)
* 使用前沿速率尽可能慢且平滑的数字信号(不超过失真极限)4iS安规与电磁兼容网
* 在PCB样板上,允许对信号边沿速度或带宽进行控制(例如,在驱动端使用软铁氧体磁珠或串联电阻)
* 降低负载电容,以使靠近输出端的集电极开路驱动器便于上拉,电阻值尽量大。
* 处理器散热片与芯片之间通过导热材料隔离,并在处理器周围多点射频接地。
* 电源的高质量射频旁路(解耦)在每个电源管脚都是重要的。
* 高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力。
* 需要一只高质量的看门狗
* 决不能在看门狗或电源监视电路上使用可编程器件
* 电源监视电路及看门狗也需适当的电路和软件技术,以使它们可以适应大多数的不测情况,这取决于产品的临界状态
* 当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时,应采用传输线技术:
a 、经验:信号在每毫米轨线长度中传输一个来回的时间等于36皮秒
b 、为了获得最佳EMC特性,对于比a中经验提示短得多的轨线,使用传输线技术
有些数字IC产生高电平辐射,常将其配套的小金属盒焊接到PCB地线而取得屏蔽效果 。PCB上的屏蔽成本低,但在需散热和通风良好的器件上并不适用。

时钟电路通常是最主要的发射源,其PCB轨线是最关键的一点,要作好元件的布局,从而使时钟走线最短,同时保证时钟线在PCB的一面但不通过过孔。当一个时钟必须经过一段长长的路径到达许多负载时,可在负载旁边安装一时钟缓冲器,这样,长轨线(导线)中的电流就小很多了。这里,相对的失真并非重要。长轨线中的时钟沿应尽量圆滑,甚至可用正弦波,然后由负载旁的时钟缓冲器加以整形。

1.1.4扩展频谱时钟

所谓的“扩展频谱时钟”是一项能够减小辐射测量值的新技术,但这并非真正减小了瞬时发射功率,因此,对一些快速反应设备仍可能产生同样的干扰。这种技术对时钟频率进行1% ~ 2% 的调制,从而扩散谐波分量,这样在CISPR16或FCC发射测试中的峰值较低。所测的发射减小量取决于带宽和测试接收机的积分时间常数,因此这有一点投机之嫌,但该项技术已被FCC所接受,并在美国和欧洲广泛应用。调制度要控制在音频范围内,这样才不会使时钟信号失真,图2是一时钟谐波发射改善的例子。扩展频谱时钟不能应用于要求严格的时间通信网络中,比如以太网、光纤、FDD、ATM、SONET和ADSL。

绝大多数来自数字电路发射的问题是由于同步时钟信号。非同步逻辑(比如AMULET微处理器,正由steve Furbe教授领导的课题组在UMIST研制)将大大地降低发射量,同时也可获得真正的扩频效果,而不只是集中在时钟谐波上产生发射。


 图2 时钟扩频导致的辐射降低

1.2模拟器件和电路设计
1.2.1 选择模拟器件
从EMC的角度选择模拟器件不象选择数字器件那样直接,虽然同样希望发射、转换速率、电压波动、输出驱动能力要尽量小,但对大多数有源模拟器件,抗扰度是一个很重要的因素,所以确定明确的EMC订购特征相当困难。

来自不同厂商的同一型号及指标的运算放大器,可以有明显不同的EMC性能,因此确保后续产品性能参数的一致性是十分重要的。敏感模拟器件的厂商提供EMC或电路设计上的信噪处理技巧或PCB布局,这表明他们关心用户的需求,这有助于用户在购买时权衡利弊。

1.2.2 防止解调问题4iS安规与电磁兼容网
大多数模拟设备的抗扰度问题是由射频解调引起的。运放每个管脚都对射频干扰十分敏感,这与所使用的反馈线路无关(见图3),所有半导体对射频都有解调作用,但在模拟电路上的问题更严重。即使低速运放也能解调移动电话频率及其以上频率的信号,图4表明了实际产品的测试结果。

为了防止解调,模拟电路处于干扰环境中时需保持线性和稳定,尤其是反馈回路,更需在宽频带范围内处于线性及稳定状态,这就常常需要对容性负载进行缓冲,同时用一个小串联电阻(约为500)和一个大约5PF的积分反馈电容串联。

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