DSP應用系統電磁兼容設計探討
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2. 4 電磁干擾的傳輸途徑
電磁騷擾源與敏感設備的耦合途徑有:傳導、感應、輻射或三者的組合。
傳導耦合是電磁騷擾源和敏感設備之間的主要耦合途徑之一。傳導耦合的方式很多,可以通過電源線、信號線、接地導體等進行耦合。防止傳導耦合的方法是避免導線感應噪聲,采取適當的屏蔽或將導線分離,或在干擾進入敏感電路之前,用濾波的方法將其濾除。
感應耦合是電子元件(例如繼電器、變壓器、電感器等)及導線之間的主要耦合方式。可分為電感應耦合和磁感應耦合兩類。對這兩類耦合可以采用加屏蔽、隔離或改變騷擾源和敏感設備的相對位置的方法加以抑制。
輻射是騷擾傳輸的另一種方式,包括天線、電纜、機殼之間產生的干擾。
通常,一個設備或系統中存在諸多的耦合途徑,一般采取抑制騷擾源、減小騷擾源和敏感設備之間的耦合、降低敏感設備對騷擾源的靈敏度來設計系統,達到電磁兼容的要求。
3 系統內EMC設計中采取的措施
3. 1 有源器件的選擇和PCB的設計
在數字電路特別是高速數字電路設計中,有源器件的正確選擇和印刷電路板( PCB)設計對防止電磁干擾( EM I)是至關重要的環節。
在器件的選擇過程中必須注意有源器件的固有電磁敏感度特性和電磁騷擾發射特性。*價敏感器件的重要參數有靈敏度和帶寬,靈敏度越高,帶寬越大,抗擾度越差。電子器件的電磁騷擾發射也是應該注意的,應盡量避免或降低對其他器件或系統產生的干擾。
在PCB板設計中,應充分考慮板的結構、器件的布局、線路安排及濾波等技術。以下是一些值得參考的技巧:
·電路中的電流環路應保持最小
·使用較大的地線平面以減小地線阻抗
·信號線和回線應盡可能接近
·電源線和地線應相互接近
·在多層板設計中,電源面和地平面應當分開
·采用合適的布線寬度以增加高頻阻抗和降低電容耦合
·數字地、模擬地等應相互分離
·采用多點接地降低高頻地阻抗
·增大相鄰激勵線跡的間距減小串擾
·盡量減小時鐘信號環路面積
·高頻線路和時鐘線要短并盡可能直接連接
·敏感的線路不要與傳輸高頻大電流開關轉換信號的線路并行
·不要有浮空數字輸入,以防止產生開關誤動作和噪聲
3. 2 濾波技術
在電子系統設計時經常在電路中加入電容器來滿足系統工作時所要求的電源平穩和潔凈度。
根據電容在電路中的作用可分為:去耦電容、旁路電容和容納電容。去耦電容用來濾除高速器件在電源板上引起的騷擾電流;旁路電容可用來消除高頻輻射噪聲,從而抑制共模干擾;容納電容則配合去耦電容抑制由電流變化引起的噪聲。
主要的濾波技術包括:
·對電源線和所有進入PCB的信號進行濾波
·旁路快速開關器件
·旁路模擬電路的所有電源供電和基準電壓引腳
·在器件引線處對電源/地去耦
·用多級濾波抑制不同頻段的電源噪聲
3. 3 其它降噪措施
·根據系統功能和實現目標要求可以采用懸浮地、單點接地、多點接地和混合接地等不同的接地方式
·在適當的地方加屏蔽
·對有干擾的引線進行屏蔽或絞在一起以消除相互耦合
·在感性負載上用箝位二極管等
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