當前，日益惡化的電磁情況，使我們逐漸存眷設備的事情情況，日益存眷電磁情況對電子設備的影響，從設計開始，融入電磁兼容設計，使電子設備更靠得住的事情。


電磁兼容設計主要包括浪涌（攻擊）抗擾度、振鈴海浪涌抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、電壓暫降、短時間斷和電壓變革抗擾度、工頻電源諧波抗擾度、靜電抗擾度、射頻電磁場輻射抗擾度、工頻磁場抗擾度、脈沖磁場抗擾度、傳導騷擾、輻射騷擾、射頻場感到的傳導抗擾度等相關設計。


電磁滋擾的主要形式


電磁滋擾主要是通過傳導和輻射方法進入系統(tǒng)，影響系統(tǒng)事情，其他的方法尚有共阻抗耦合和感到耦合。


傳導：傳導耦合即通過導電媒質(zhì)將一個電網(wǎng)絡上的騷擾耦合到另一個電網(wǎng)絡上,屬頻率較低的部門(低于30MHz)。在我們的產(chǎn)物中傳導耦合的途徑凡是包羅電源線、信號線、互連線、接地導體等。


輻射：通過空間將一個電網(wǎng)絡上的騷擾耦合到另一個電網(wǎng)絡上，屬頻率較高的部門(高于30MHz)。輻射的途徑通過空間通報，在我們電路中引入和發(fā)生的輻射滋擾主要是各類導線形成的天線效應。


共阻抗耦合：當兩個以上差異電路的電流流過民眾阻抗時呈現(xiàn)的彼此滋擾。在電源線和接地導體上傳導的騷擾電流，多以這種方法引入到敏感電路。


感到耦合：通過互感道理，將在一條回路里傳輸?shù)碾娦盘?，感到到另一條回路對其造成滋擾。分為電感到和磁感到兩種。


對這幾種途徑發(fā)生的滋擾我們應回收的相應對策：傳導采納濾波（如我們設計中每個IC的片頭電容就是起濾波浸染），輻射滋擾回收淘汰天線效應（如信號貼近地線走）、屏蔽和接地等法子，就可以或許大大提高產(chǎn)物的抵擋電磁滋擾的本領，也可以有效的低落對外界的電磁滋擾。


電磁兼容設計


對付一個新項目標研發(fā)設計進程，電磁兼容設計需要貫串整個進程，在設計中思量到電磁兼容方面的設計，才不致于返工，制止反復研發(fā)，可以縮短整個產(chǎn)物的上市時間，提高企業(yè)的效益。


一個項目從研發(fā)到投向市場需要顛末需求闡明、項目立項、項目提要設計、項目具體設計、樣品試制、成果測試、電磁兼容測試、項目投產(chǎn)、投向市場等幾個階段。


在需求闡明階段，要舉辦產(chǎn)物市場闡明、現(xiàn)場調(diào)研，挖掘?qū)椖坑杏眯畔?，整合項目成長前景，具體整理項目產(chǎn)物事情情況，實地考查安裝位置，是否對安裝有所限制空間，事情情況是否非凡，是否有腐化、濕潤、高溫等，周圍設備的事情環(huán)境，是否有惡劣的電磁情況，是否受限與其他設備，產(chǎn)物的研制樂成可否大大提跨越產(chǎn)效率，可能可否給人們的糊口或事情情況帶來很大的利便，操縱利用方法可否容易被人們所接管，這就要求項目產(chǎn)物要滿意現(xiàn)場成果需要、易于操縱等，最后要整理具體的需求闡明陳訴，以供需求評審。
顛末企業(yè)內(nèi)部相關認真人的評審之后，完善需求闡明陳訴，然后是項目立項，項目立項需要組建項目組，把軟件、硬件、布局、測試等人員布置到項目組中，分派各自的職責。項目開拓的下一階段是項目提要設計，將項目解析成多個成果模塊，運用WBS解析布局對項目舉辦成果解析細化，按照事情量布置時間，布置詳細人員。整理項目提要設計陳訴，總體對項目舉辦評估，確定利用電源范例，電源漫衍環(huán)境，電源斷絕濾波方法，系統(tǒng)接處所式，產(chǎn)物屏蔽，產(chǎn)物布局回收屏蔽設計，回收屏蔽機箱機殼，闡明信號范例，對雷電、靜電、群脈沖等滋擾采納防護法子。


產(chǎn)物提要設計陳訴出來后要顛末相關人員評審，闡明實現(xiàn)方法是否公道，實施方案是否可行，由評審人員給出評審陳訴，項目組團結評審陳訴對提要設計舉辦修改后，進入產(chǎn)物具體設計階段，這階段的內(nèi)容包羅道理圖設計、PCB設計、PCB采購及焊接、軟件編寫、成果調(diào)試等進程，道理圖設計應思量到電磁兼容方面的影響，對板級電源增加濾波電容，對信號的接口部門增加濾波電路，按照信號范例，選擇合

適的濾波電路，若信號為低頻型號，應選擇低通濾波電路，計較符合的停止頻率，選擇對應的電阻、電容等。另對接口部門設計大電流泄放回路，配置防雷器件，做到第三級的防雷。


一、元器件選型


我們常用的電子器件主要包羅有源器件和無源器件兩種范例，有源器件主要指IC和模塊電路等器件，無源器件主要是指電阻、電容、電感等元件。下面別離對這兩種范例元件的選型、在電磁兼容方面要思量的問題做一些先容。


有源器件EMC選型


事情電壓寬的EMC特性好，事情電壓低的EMC特性好，在設計答允的范疇內(nèi)延時大（凡是所說的速度慢）特性好一些，靜態(tài)電流小、功耗小的比大的特性好，貼片封裝的器件的EMC機能好于插裝器件。


無源器件選型


無源器件在我們的應用中凡是包羅電阻、電容、電感等，對付無源器件的選型我們要留意這些元件的頻率特性和漫衍參數(shù)。


無源器件在某些頻率下，會表示出差異特性，一些電阻在高頻時擁有電感的特性，如線繞電阻，電解電容的低頻特性好，高頻特性差，而薄膜電容和瓷片電容高頻特性較好，但凡是容量較小。思量溫度對元器件的影響，按照設計道理，選用各類溫度特性的器件。


二、印制板設計


印制板設計時，要思量到滋擾對系統(tǒng)的影響，將電路的模仿部門和數(shù)字部門的電路嚴格分隔，對焦點電路重點防護，將系統(tǒng)地線環(huán)抱，并布線盡大概粗，電源增加濾波電路，回收DC-DC斷絕，信號回收光電斷絕，設計斷絕電源，闡明容易發(fā)生滋擾的部門（如時鐘電路、通訊電路等）和容易被滋擾的部門（如模仿采樣電路等），對這兩種范例的電路別離采納法子。對付滋擾元件采納抑制法子，對敏感元件采納斷絕和掩護法子，而且將它們在空間和電氣上拉開間隔。在板級設計時，還要留意元器件安排要遠離印制板邊緣，這對防護氛圍放電是有利的。


采樣電路的道理圖設計拜見圖1：



圖1：采樣電路設計。


電路的公道機關可以低落滋擾，提高電磁兼容機能。憑據(jù)電路的成果分別若干個成果模塊，闡明每個模塊的滋擾源與敏感信號，以便舉辦非凡處理懲罰。

印制板布線時，需要留意以下幾個方面：


1、保持環(huán)路面積最小，譬喻電源與地之間形成的環(huán)路，減小環(huán)路面積，將減小電磁滋擾在此回路上的感到電流，電源線盡大概接近地線，以減小差模輻射的環(huán)面積，低落滋擾對系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的抗滋擾機能。并聯(lián)的導線牢牢放在一起，利用一條粗導線舉辦毗連，信號線緊挨地平面布線可以低落滋擾。電源與地之間增加高頻濾波電容。


2、使導線長度盡大概的縮短，減小了印制板的面積，低落導線上的滋擾。


3、回收完整的地平面設計，回收多層板設計，鋪設地層，便于滋擾信號泄放。


4、使電子元件遠離大概會產(chǎn)生放電的平面如機箱面板、把手、螺釘?shù)?，保持機殼與地精采打仗，為滋擾提供精采的泄放通道。對敏感信號包地處理懲罰，低落滋擾。


5、只管回收貼片元器件，貼片器件比直插器件的電磁兼容機能要好得多。


6、模仿地與數(shù)字地在PCB與外界毗連處舉辦一點接地。


7、高速邏輯電路應接近毗連器邊沿，低速邏輯電路和存儲器則應部署在遠離毗連器處，中速邏輯電路則部署在高速邏輯電路和低速邏輯電路之間。


8、電路板上的印制線寬度不要突變，拐角應回收圓弧形，不要直角或尖角。


9、時鐘線、信號線也盡大概接近地線，而且走線不要過長，以減小回路的環(huán)面積。


三、系統(tǒng)布線設計


印制板設計出來后，舉辦試制，焊接調(diào)試，系統(tǒng)裝機，思量電磁兼容設計因素，機柜布局、線纜設計需要留意以下幾個方面：


1、機柜選用電磁屏蔽柜，具有精采的屏蔽機能，很好地對系統(tǒng)舉辦屏蔽，低落外界電磁滋擾對系統(tǒng)的影響。


2、總電源進線選用屏蔽電源線，并加磁環(huán)，屏蔽層在進入機柜處360度接地。


3、對系統(tǒng)外部信號線選用屏蔽線，屏蔽層機柜進口處精采接地。


4、設備外殼就近接機柜，制止交錯。


5、系統(tǒng)配置斷絕變壓器和ups，擔保系統(tǒng)供給純凈電源。


6、嚴格將電源線和信號線分隔，設備外殼的各個面之間和各個板子面板之間要精采打仗，打仗電阻要小于0.4歐，越小越好，擔保設備外殼精采接大地，這樣在有靜電釋放時，不會影響到系統(tǒng)的正常事情。


四、系統(tǒng)接地設計


接地是最有效的抑制騷擾源的要領，可辦理50%的EMC問題。系統(tǒng)基準地與大地相連，可抑制電磁騷擾。外殼金屬件直接接大地，還可以提供靜電電荷的泄漏通路，防備靜電積聚。


1、地線的觀念


安詳接地包羅掩護接地和防雷接地。

掩護接地為產(chǎn)物的妨礙電流進入大地提供一個低阻抗通道；

防雷接地提供泄放大電流的通路；

參考接地為產(chǎn)物不變靠得住事情提供參考電平，為電源和信號提供基準電位。


安詳接地是為了當呈現(xiàn)一些電氣異常時，為大電流和高電壓提供一個泄放的回路，主要是對電路的一種掩護法子。參考田主要是信號地和電源地，是擔保電路實現(xiàn)成果的基本。


2、接處所式


懸浮接地對一個獨立的與外部沒有接口的系統(tǒng)來說一般也沒有什么問題，可是假如該系統(tǒng)與其他的系統(tǒng)之間存著接口如通訊口和采樣線，那么懸浮接地很容易受到靜電和雷擊的影響，所以一般電子產(chǎn)物大多不回收懸浮接地。


單點接地當f1MHz時可以選擇單點接地，可分為并聯(lián)單點接地和多級電路串聯(lián)單點接地兩種。


并聯(lián)單點接地：每個電路模塊都接到一個單點地上，每個單位在同一點與參考點相連。


多級電路的串聯(lián)單點接地：將具有雷同特性的電路的地毗連在一起，形成一個民眾點，然后將每一個民眾點毗連到單點地。


多點接地當f>10MHz時會回收多點接地。設備中的電路都就近以接地母線為參考點。


單點接地各電路接在同一點，提供民眾電位參考點，沒有共阻抗耦合和低頻地環(huán)路，但對高頻信號存在較大的地阻抗。多點接地為就近接地，每條地線可以很短，提供較低接地阻抗。1MHz~10MHz可按照實際需要選用哪種接處所法。


殽雜接地是綜合單點接地與多點接地的利益，對系統(tǒng)中的低頻部門回收單點接地，對系統(tǒng)中高頻部門回收多點接地。


信號線屏蔽接地有高頻和低頻之分，高頻回收多點接地，低頻電纜回收單點接地。低頻電場屏蔽要求在吸收端單點接地，低頻磁場屏蔽要求在兩頭接地。多點接地， 470uf 35v，除在兩頭接地外，并以3/20或1/10事情波長的隔斷接地。


系統(tǒng)做到精采接地，才氣有效的抑制電磁滋擾，一個大的系統(tǒng)機柜首先要擔保每個面打仗精采，打仗緊湊，其次是機柜內(nèi)部設備要就近接地，制止二次滋擾，就近泄放電磁滋擾。接口屏蔽線要舉辦環(huán)接，再就近接機架。機柜下方配置接地銅排，系統(tǒng)總地線選用銅帶較量好，對電磁滋擾舉辦很好的泄放，擔保了系統(tǒng)的正常運行。

電磁兼容測試


系統(tǒng)成果測試，滿意現(xiàn)場成果需要后，舉辦電磁兼容測試，電磁兼容測試容易出問題是靜電、群脈沖、浪涌、射頻場傳導等


1、靜電抗擾度檢測


參加了幾個項目標靜電抗擾度檢測，對靜電有必然認識。靜電分為打仗放電和氛圍放電，靜電是積聚的高壓，當打仗到設備的金屬外殼時會瞬間放電，會影響到電子設備的正常事情，大概引起設備妨礙或重啟，在安詳性要求較好的場所這是不答允的。


靜電會影響顯示結果，大概呈現(xiàn)顯示閃爍或黑屏，影響正常顯示和操縱。靜電還大概引起CPU事情異常，措施死機或重啟。


假如在產(chǎn)物具體設計階段回收電磁兼容的相關設計，做靜電試驗不必過度管憂，通過設計，對靜電積聚的電荷舉辦精采的泄放，不會影響系統(tǒng)的正常事情。


2、電快速瞬變脈沖群抗擾度檢測


電快速瞬變脈沖群是一系列的高頻高壓瞬變脈沖施加在設備上，調(diào)查設備是否受到其影響。防護群脈沖主要的要領是“疏導”“堵”，“疏導”就是提供泄放回路，是滋擾在進入系統(tǒng)之前，泄放至大地，精采的屏蔽層接地，可以泄放大部門動滋擾，“堵”是使群脈沖濾除在設備之外，增加磁環(huán)，結果明明，關閉磁環(huán)的結果好于對扣磁環(huán)，也可以將磁環(huán)插手到板級中，牢靠在印制板中，這樣使設備更靠得住。


對電源線、信號線、通訊線兩頭增加磁環(huán)，可以對群脈沖滋擾舉辦防護。


3、雷擊浪涌檢測


雷擊浪涌主要包括兩個方面，一個是電源防雷，一個是信號防雷。


電源防雷主要是針對系統(tǒng)級而言的，系統(tǒng)級設計要憑據(jù)三級防雷設計，總電源進入端配置電源防雷（如OBO公司的V20-C/3-PH385），可以對系統(tǒng)的電源舉辦一級防護， 4.7uf 100v，電源顛末電源防雷后，進入斷絕變壓器，斷絕變壓器可以對電磁滋擾信號舉辦較好的防護，抑制其對系統(tǒng)的影響。后進入UPS，UPS可以濾除一部門滋擾信號，這樣電源再進入系統(tǒng)設備，電源是一種純凈的電源，可以使系統(tǒng)更好、更靠得住的事情。



圖2：系統(tǒng)電源部門設計示例。


信號防雷是對系統(tǒng)的信號通路舉辦防護，主要涉及的是板級設計，在板級設計中增加防雷器件，如氣體放電管，增加TVS泄放回路，當有大電流時通過配套電阻和TVS、氣體放電管泄放，對后級電路起到掩護浸染。爾后信號舉辦光電斷絕，再進入系統(tǒng)，系統(tǒng)可以收羅到一個不變的信號，使系統(tǒng)正常闡明判定，正常發(fā)出指令，正常事情。另一方面就是設謀略寬的信號范疇，信號正常顛簸時，系統(tǒng)正常事情。


4、射頻場感到傳導的抗擾度檢測


射感試驗大概會對顯示信號、收羅驅(qū)動等造成影響，大概使顯示閃爍或黑屏，影響設備操縱，大概使收羅驅(qū)動事情異常，收羅不到需要的信號，無法驅(qū)動現(xiàn)場設備。


射頻試驗是0.15k～80M頻率范疇內(nèi)對信號線、電源舉辦滋擾，3級強度是10V/m。


射感防護的原則是將電源、信號線的屏蔽做好，屏蔽層精采接地，選擇符合頻率舉辦濾波，將滋擾濾除。


5、輻射發(fā)射檢測、射頻場輻射抗擾度檢測


該測試主要是測試系統(tǒng)的抗射頻信號及整體屏蔽機能，只要系統(tǒng)做好精采的屏蔽，系統(tǒng)地線接地精采，系統(tǒng)就可以通過檢測。


通過相關電磁兼容測試，產(chǎn)物就可以推向市場，舉辦試運行了，對試運行中呈現(xiàn)的問題，舉辦匯總，以備產(chǎn)物的改造。


電子產(chǎn)物滿意相關的電磁兼容測試尺度，通過測試，才可以推向市場，用戶才氣安心利用，極大地減小因電磁滋擾產(chǎn)生的變亂，對企業(yè)的效益、產(chǎn)物的推廣起到努力的浸染。