无法理解EMC分析吗?掌握5个重要属性就足够了

时间:2024-04-13

有人说,世界上只有两种类型的电子工程师:经历过电磁干扰的人和没有经历过电磁干扰的人。

随着PCB信号频率的增加,电磁兼容性设计成为我们电子工程师必须考虑的问题。

面对设计,在对产品和设计执行EMC分析时,需要考虑以下五个重要属性:0 1关键设备尺寸:产生辐射的发射设备的物理尺寸。

射频(RF)电流将产生电磁场,该电磁场将通过外壳泄漏并离开外壳。

PCB上作为传输路径的走线长度直接影响RF电流。

0 2阻抗匹配:源和接收器的阻抗,以及两者之间的传输阻抗。

0 3干扰信号的时间特性:问题是连续的(周期性信号)事件,还是仅在特定的操作周期中存在(例如,单个事件可能是按键操作或开机干扰,磁盘驱动器定期运行)或网络突然发送传输)。

0 4干扰信号强度:源能级有多强,以及它产生有害干扰的潜能有多大。

0 5干扰信号的频率特性:使用频谱分析仪观察波形并观察频谱中出现问题的位置,以便于查找问题。

另外,一些低频电路的设计习惯需要注意。

例如,我通常的单点接地非常适用于低频应用,但与该公司的Daniel聊天时,我发现它不适用于RF信号场合,因为RF信号场合存在更多的EMI问题。

我相信有些工程师会将单点接地应用于所有产品设计,而没有意识到使用这种接地方法可能会导致越来越复杂的电磁兼容性问题。

我们还应注意电路组件内电流的方向。

从电路知识中我们知道,电流从高电压的地方流到低电压的地方,电流总是在闭环电路中通过一条或多条路径流动,因此有一个非常重要的规则:设计最小环路。

对于测量干扰电流的那些方向,修改了PCB走线,以使其不影响负载或敏感电路。

那些需要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路径。

我们还需要注意PCB布线。

导线或走线的阻抗包括电阻R和感应电抗。

高频下有阻抗,但没有容抗。

当走线频率高于100kHz时,导线或走线变为电感。

在音频之上工作的导线或走线可能会成为射频天线。

在EMC规范中,不允许电线或走线在特定频率的λ/ 20以下工作(天线的设计长度等于特定频率的λ/ 4或λ/ 2)。

如果您不小心这样设计,则接线将成为高性能天线,这将使以后的调试更加困难。

最后,讨论PCB的布局:首先:考虑PCB的尺寸。

当PCB的尺寸太大时,随着走线的增加,系统的抗干扰能力会降低,成本也会增加,而尺寸过小会容易引起散热和相互干扰的问题。

第二:确定特殊组件(例如时钟组件)的位置(最好不要在时钟走线周围接地,并且不要在关键信号线的上方和下方走动,以免产生干扰)。

第三:根据电路功能对PCB进行整体布局。

在组件布局中,相关组件应尽可能地靠近,以便获得更好的抗干扰效果。

结尾