電路板級的電磁兼容設計
b) 45度角的路徑
與過孔相似,直角的路徑轉動應該被避免,因為它在內部的邊緣能產生集中的電場。該場能產生耦合到相鄰路徑的躁聲,因此,當轉動路徑時全部的直角路徑應該采用45度的。 圖25是45度路徑的一般規(guī)則。
c) 短截線
短截線產生反射,同時也潛在增加波長可分的天線到電路的可能。雖然短截線長度可能不是任何在系統(tǒng)的已知信號的波長的四分之一整數(shù),但是附帶的輻射可能在短截線上產生共鳴。因此,避免在傳送高頻率和敏感的信號路徑上使用短截線。
d) 星型的信號排列
雖然星型排列適用于來自多個PCB印制電路版的地線連接,但它帶有能產生多個短截線的信號路徑。因此,應該被避免用星型排列于高速和敏感的信號上。
e) 輻射型信號排列
輻射型信號排列通常有最短的路徑,以及產生從源點到接收器的最小延遲,但是這也能產生多個反射和輻射干擾,所以應該被避免用輻射型排列于高迅和敏感的信號上。
f) 不變的路徑寬度
信號路徑的寬度從驅動到負載應該是常數(shù)。改變路徑寬度對路徑阻抗(電阻,電感,和電容)產生改變,從而,能產生反射和造成線路阻抗不平衡。所以最好保持路徑的寬度不變。
g) 洞和過孔密集經過電源和地面位面的過孔的密集會在接近過孔的地方產生局部化的阻抗差異。這個區(qū)域不僅成為信號活動的“熱點”,而且供電面在這點是高阻,象射頻電流一樣低效。
h) 切分孔隙
與洞和過孔密集相同,切分孔隙(即長洞或寬通道)在電源位面和地位面范圍內產生不一致的區(qū)域,并且就象防護物一樣減少他們的效力,也局部性地遞增電源位面和地位面的阻抗
接地金屬化的模具
所有的金屬化的模具應該被連接到地,否則,這些大的金屬區(qū)域能充當輻射天線。
j) 最小化環(huán)面積
保持信號路徑和它的地返回線緊靠在一起將有助于最小化地環(huán),因而,避免潛在的天線環(huán)。對于高速單端信號,有時如果信號路徑沒有沿著低阻的地位面走,地線回路可能也必須沿著信號路徑(如圖27)。
PCB 例1
圖28說明了洗衣機的典型印制板電路的一些改進措施
PCB 例2
圖29說明了空氣調節(jié)器的典型印制電路板電路的一些改進措施
附錄 A:術語表
電磁的兼容性(EMC)
由于電磁干擾的原因,工作在規(guī)定的電磁環(huán)境安全范圍內的電氣和電子的系統(tǒng)、裝置和設備,他們的設計水平或性能上沒有造成不可接受的下降,這種能力就是電磁兼容性。(ANSI C64。14-1992)。
電磁干擾(EMI)
電磁兼容性的缺乏,其沖突的本質就是兼容性的缺乏。電磁干擾就是這樣一個過程,在這個過程中分裂的電磁能量從一個電子設備傳輸?shù)搅硗庖粋€,這種傳輸經由輻射或傳導路徑完成(或同時經由兩者)。通常,這個術語特指的是射頻信號。電磁干擾能發(fā)生在“直流直到日光”的頻率范圍內。
輻射性散發(fā)
是射頻能量的組成它通過如同電磁場一樣的媒介傳送。射頻能量通常通過自由空間傳送;然而,其他模式的場傳送也可能發(fā)生。
傳導性散發(fā)
是射頻能量的組成,它通過如同導波一樣的媒介傳送,一般通過金屬絲或互連電纜進行。
抗干擾性
當維持在預先確定的性能水平時,設備或系統(tǒng)抵擋電磁干擾能力的相對度量。
靜電的放電(ESD)
當兩個不同電位的物體在彼此接近或直接接觸時,產生的電荷轉移。這種被觀察到的現(xiàn)象是高壓脈沖,高壓脈沖可能使敏感的設備遭到損壞或失去功能。盡管閃電在量級上與高壓脈沖不同,但術語靜電放電通常被用于安培數(shù)較小的事件中,更特指那些人為引發(fā)的事件。
抗輻射性
產品抵抗來自自由空間傳播的電磁能量的相對能力。
抗導體性
抵抗經過外部的電纜,電線穿透它的電磁能量的產品相對能力,輸入/輸出互相連接的電磁能量。如果連接不正確的話,電磁干擾(EMI) 可能增加一倍。
易損性
某一電子裝置或系統(tǒng)易受干擾,易受損壞,易受被附近電磁場或信號的電磁干擾(EMI)。 它是易損的,缺乏抵抗能力
附錄 B:抗擾性測量標準測
抗靜電釋放性 (IEC) 1000-4-2
該測試的目的主要是驗證對因物體或人或裝置的接近或接觸而產生的靜電釋放(ESD)的抵抗能力。物體或人的內部能累積達到高于15kv電壓的靜電電荷。經驗表明許多不明原因的故障和損害很可能是ESD引起的。通過從ESD模擬器放電到EUT的表面和EUT附近,測試儀器(EUT)來獲取ESD的活動。放電的嚴重水平在由制造商準備的產品標準和EMC測試計劃中明確定義。EUT在它所有的操作模態(tài)中檢查功能故障或干擾。通過//失敗的標準必須在EMC測試計劃中被定義同時由產品的制造商決定。
抗瞬態(tài)導電性(EFT/B) IEC 1000-4-4
該測試的目的主要是驗證EUT對可能由感性負載或者接觸器產生的快速上升時間的瞬態(tài)短持續(xù)時間沖擊的抵抗能力。這種測試脈沖的快速上升時間和重復的本質導致了這些尖峰信號容易穿透EUT的電路并可能干擾EUT的操作。瞬態(tài)直接作用于總電源和信號線的電容率。在其他的抗擾性測試中,應當使用一般操作的配置,按照通過/失敗的標準對EUT進行監(jiān)視。
抗電磁場輻射性 EC 1000-4-3
該測試的目的主要是驗證產品對收音機,無線電收發(fā)機,移動GSM/AMPS的電話,和各種不同的來自工業(yè)電磁源產生的電磁場的抗干擾能力。假如系統(tǒng)沒有屏蔽,電磁場輻射能夠耦合在接口電纜上并通過該傳導路徑進入電路;或者它能直接耦合道印制電路的接線處。當射頻電磁場的幅度足夠大的話,感應電壓和解調載波能影響裝置的正常操作。
抗幅射性測試的運行
這個測試的運行通常是最長的和最困難的,需要非常昂貴的儀器和相當?shù)慕涷灐O噍^其他的抗擾性測試,必須將由制造商定義的成功/失敗標準和書面的測試計劃送到測試室。在把EUT送入輻射場時,EUT必須設置在正常的操作和最敏感的模態(tài)中。當EUT暴露在頻率超過要求的80MHz到1GHz頻率范圍的分級干擾場內時,測試房間內必須建立正常操作。某些抗干擾標準從27MHz開始。
嚴重等級
該標準通常對抗擾性水平有1V/m,3V/m或10V/m的要求。然而設備的規(guī)格也許在特定的“問題(干涉)頻率”上有它們自己的要求。產品的抗輻射電平如何才適當是制造商的興趣所在。
統(tǒng)一現(xiàn)場要求
新的抗擾性標準EN50082-1:1997引用了IEC/EN61000-4-3。IEC/EN61000-4-3要求在測試樣本的基礎上建立一個統(tǒng)一的測試環(huán)境。該測試環(huán)境是在一個由鐵氧體吸收器構成的瓦排列的無回聲房間內實現(xiàn)的,鐵氧體瓦用于阻礙反射和共振以便能夠在室內建立一個統(tǒng)一的測試現(xiàn)場。這克服了在傳統(tǒng)的無襯里房間那由于反射和場梯度引起的突然和經常性的不可重復的測試錯誤。(半無回聲房間也是一個對要求精確的室內非正常環(huán)境的輻射散發(fā)進行測量
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