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掀起PCB板的“红盖头” 看你的“干扰”美不美

2015年10月19日09:03 PCB SMT网

有人说过,世界上只有两种电子工程师:经历过电磁干扰的和没有经历过电磁干扰的。伴随着PCB走线速递的增加,电磁兼容设计是我们电子工程师不得不考虑的问题。面对一个设计,当进行一个产品和设计的EMC分析时,有以下5个重要属性需考虑:

(1) 关键器件尺寸:产生辐射的发射器件的物理尺寸。射频(RF)电流将会产生电磁场,该电磁场会通过机壳泄漏而脱离机壳。PCB上的走线长度作为传输路径对射频电流具有直接的影响。

(2) 阻抗匹配:源和接收器的阻抗,以及两者之间的传输阻抗。

(3)干扰信号的时间特性:这个问题是连续(周期信号)事件,还是仅仅存在于特定操作周期(例如,单次的可能是某次按键操作或者上电干扰,周期性的磁盘驱动操作或网络突发传输)。

(4) 干扰信号的强度:源能量级别有多强,并且它产生有害干扰的潜力有多大。

(5)干扰信号的频率特性:使用频谱仪进行波形观察,观察到的问题在频谱的哪个位置,便于找到问题的所在。

另外,一些低频电路的设计习惯需要注意。

我们还应该注意电路组件内的电流流向。有电路知识我们知道,电流从电压高的地方流向低的地方,并且电流总是通过一条或更多条路径在一个闭环电路中流动,因此一个最小回路和一个很重要的定律。针对那些测量到干扰电流的方向,通过修改PCB走线,使其不影响负载或敏感电路。那些要求从电源到负载的高阻抗路径的应用,必须考虑返回电流可以流过的所有可能的路径。

还有一个PCB走线的问题。导线或走线的阻抗包含电阻R和感抗,在高频时阻抗,没有容抗存在。当走线频率高于100kHz以上时,导线或走线变成了电感。在音频以上工作的导线或走线可能成为射频天线。在EMC的规范中,不容许导线或走线在某一特定频率的λ/20以下工作(天线的设计长度等于某一特定频率的λ/4或λ/2),当不小心那么设计时,走线变成了一根高效能的天线,这让后期的调试变得更加棘手。

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