PCB設(shè)計(jì)中的EMC問題和哪些因素有關(guān)呢？我們一起來看看

1、PCB設(shè)計(jì)中系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

在進(jìn)行系統(tǒng)級的EMC設(shè)計(jì)時，應(yīng)先確定EMI干擾源，而不是盲目的對金屬殼或線纜進(jìn)行“包粽子”，只有確定了EMI干擾源才能有步驟的對EMI輻射源進(jìn)行比較好的屏蔽、濾波或其他手段；其次就是要進(jìn)行耦合機(jī)制的界定并進(jìn)行EMI修復(fù)工作；
常見的EMI輻射器件有晶振、開關(guān)電源、振蕩器、時鐘芯片、高速數(shù)據(jù)傳輸芯片、VCO等；
常見的輻射和發(fā)射源有無線發(fā)射機(jī)、電機(jī)、開關(guān)、焊機(jī)、電動機(jī)、靜電放電等。
而常見的耦合介質(zhì)有天線、機(jī)箱、公共地、電源線、互連線等。
EMI主要的傳導(dǎo)路徑有：電源線纜耦合、信號電纜耦合、共地耦合。
2、PCB設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)影響：
對于金屬機(jī)箱屏蔽性能不完善引起的輻射騷擾發(fā)射超標(biāo)，應(yīng)采取以下措施：
（1）機(jī)箱的縫隙過大或機(jī)箱的搭接存在問題
（2）其它功能性開孔過大
（3）機(jī)箱內(nèi)部布線不當(dāng)、電磁騷擾透過縫隙泄漏
對非金屬機(jī)箱的輻射騷擾發(fā)射超標(biāo)，應(yīng)采取以下措施：
（1）對機(jī)箱進(jìn)行導(dǎo)電性噴涂
（2）局部屏蔽罩設(shè)計(jì)
（3）線纜的屏蔽處理
（4）合理的接地處理
3、PCB設(shè)計(jì)中線纜影響：
只要可能，絕對不要使用一個電纜的屏蔽作為一個信號的返回通路。并要盡一切可能選用雙絞對或三導(dǎo)體或有更多導(dǎo)體的絞合電纜。以確保該電纜對一個給定信號能提供所有所需要的發(fā)送和返回電流通路。這個技術(shù)降低了在電纜和它的電磁環(huán)境之間磁場和電長的差模和共模耦合。
線纜和導(dǎo)線都是良好的天線。它們?nèi)菀讓y載的信號泄露進(jìn)入它們周圍的環(huán)境中（發(fā)射）。
線纜和導(dǎo)線同時也會對它們所處環(huán)境中的電磁騷擾拾波。而使它們所攜載的信號質(zhì)量變差（抗擾度）。
4、PCB設(shè)計(jì)中元器件選型有關(guān)系：
以壓敏電阻為例：壓敏電阻（VSR）：當(dāng)壓敏電阻器兩端所加電壓低于標(biāo)稱額定電壓時，壓敏電阻器的電阻值將接近無窮大，內(nèi)部幾乎無電流通過。當(dāng)壓敏電阻器兩端電壓略高于標(biāo)稱額定電壓時，壓敏電阻器將迅速擊穿導(dǎo)通，并由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，工作電流也急劇增大。當(dāng)兩端電壓低于標(biāo)稱額定電壓時，壓敏電阻器又能恢復(fù)為高阻狀態(tài)。當(dāng)壓敏電阻器兩端電壓超過其最大限制電壓時，壓敏電阻器將完全擊穿損壞，無法再自行恢復(fù)。壓敏電阻器的主要特點(diǎn)是工作電壓范圍寬（6~3000V，分若干檔）。起到電壓保護(hù)、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、消噪等作用。
5、PCB設(shè)計(jì)中和SI/PI仿真有關(guān)系：
單板PCB的EMC設(shè)計(jì)主要從互連傳輸信號和電源地平面組成的電源分配系統(tǒng)兩方面著手。對于單板PCB上的互連傳輸信號，目前主要從SI仿真和一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的應(yīng)用兩方面著手，如通過SI仿真抑制信號的過沖，降緩信號上升下降沿，從而達(dá)到減小信號對外的電磁干擾；通過SI仿真加大信號的噪聲裕量，減小信號的振鈴，從而提高信號的抗干擾能力；通過優(yōu)化信號回路，拉大信號間距，采取良好的地屏蔽等措施改善信號的EMI。對于單板PCB上電源地平面組成的電源分配系統(tǒng)，目前主要從PI仿真方面著手，如通過PI仿真優(yōu)化平面阻抗，改善PCB層疊結(jié)構(gòu)及平面分割等等。
單板EMC設(shè)計(jì)措施對單板EMC的改善效果很難進(jìn)行趨勢預(yù)估，更談不上相對量化的預(yù)估和控制，主要原因在于單板EMC設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和高難度性。一方面單板EMC產(chǎn)生的原因是多方面的，很多時候我們考慮不周全，漏掉了一些主要因素，導(dǎo)致采取了很多EMC設(shè)計(jì)措施后測試改善不理想；另一方面由于個人的因素，很多EMC措施處理不到位或者仿真錯誤等，造成在單板上采取了很多EMC措施后測試仍然不理想；最后大多數(shù)EMC措施都有其局限性和負(fù)面影響，過度采用將會對單板EMC設(shè)計(jì)起到負(fù)面作用，很多時候我們只考慮到EMC設(shè)計(jì)措施的正面影響。以上這些因素決定了在單板EMC設(shè)計(jì)完成前后需要對單板進(jìn)行整體EMC仿真對比驗(yàn)證，甚至有必要對一些主要EMC設(shè)計(jì)措施的改善效果進(jìn)行仿真對比驗(yàn)證。
6、PCB設(shè)計(jì)中接地
接地的目的：
（1）建立與大地相連接的低阻抗通路，使雷擊電流、靜電放電電流等從接地通路直接流入大地，而不致影響設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作及人身安全；
（2）建立設(shè)備外殼與附近金屬導(dǎo)體之間的低阻抗通路，當(dāng)設(shè)備中存在漏電流時，不至于危及人身安全；
（3）設(shè)備或系統(tǒng)的各部分都連接到一個公共參考點(diǎn)，消除兩個懸浮電路之間可能存在的干擾電壓；
（4）將屏蔽體接地、起到屏蔽作用；
（5）將濾波器接地，使濾波器能起到抑制共模干擾的作用；
PCB板上信號電路參考地平面，提供一個信號最短的返回路徑；較大的回路面積會產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射、增加電路之間的互感耦合、會增加電路對外界電磁場的敏感性。
7、PCB設(shè)計(jì)的關(guān)系（重要性和必要性不言而喻）
當(dāng)PCB板里有射頻電流通過時，這個電流要從電流發(fā)生電路流出，在到達(dá)負(fù)載后，還要通過返回路徑流回到電流發(fā)生器，形成電流的閉合回路，電流在流過閉合回路時就會產(chǎn)生磁場。按照電磁場的理論，伴隨磁場產(chǎn)生的同時，又會產(chǎn)生一個輻射的電場。通過電場和磁場的交互作用就形成射頻輻射能量的產(chǎn)生與傳播。這就是開關(guān)電源PCB板引起輻射干擾的主要原因。
8、PCB設(shè)計(jì)中軟件抗干擾技術(shù)：
冗余技術(shù)、容錯技術(shù)、標(biāo)志技術(shù)、數(shù)字濾波技術(shù)等
9、PCB設(shè)計(jì)中屏蔽：
抑制以場的形式造成干擾的有效方法是電磁屏蔽。所謂電磁屏蔽就是以某種材料（導(dǎo)電或?qū)Т挪牧希┲瞥傻钠帘螝んw（實(shí)體的或非實(shí)體的）將需要屏蔽的區(qū)域封閉起來，形成電磁隔離，即其內(nèi)的電磁場不能越出這一區(qū)域，而外來的輻射電磁場不能進(jìn)入這一區(qū)域（或者進(jìn)出該區(qū)域的電磁能量將受到很大的衰減）。
電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對電磁能量的反射、吸收和引導(dǎo)作用。而這些作用是與屏蔽結(jié)構(gòu)表面上和屏蔽體內(nèi)感生的電荷、電流與極化現(xiàn)象密切相關(guān)的。
電磁屏蔽是用屏蔽體阻止高頻電磁能量在空間傳播的一種措施，屏蔽體的材料是金屬導(dǎo)體或其他對電磁波有衰減作用的材料。屏蔽效能的大小與電磁波的性質(zhì)及屏蔽體的材料性質(zhì)有關(guān)。
高電壓、小電流干擾源以電場為主；低電壓、大電流以磁場干擾為主。
10、PCB設(shè)計(jì)中濾波：
濾波技術(shù)是抑制電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)電磁干擾，提高電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)抗擾度水平的主要手段，也是保證設(shè)備整體或局部屏蔽效能的重要輔助措施。
實(shí)踐表明，即使一個經(jīng)過很好設(shè)計(jì)并且具有正確的屏蔽和接地措施的產(chǎn)品，也仍然會有傳導(dǎo)騷擾發(fā)射或傳導(dǎo)騷擾進(jìn)入設(shè)備。濾波是壓縮信號回路騷擾頻譜的一種方法，當(dāng)騷擾頻譜成分不同于有用信號的頻帶時，可以用濾波器將無用的騷擾濾除。濾波器的作用是允許工作信號通過。而對非工作信號（電磁騷擾）有很大的衰減作用，使產(chǎn)生干擾的機(jī)會減為最小。
電磁干擾（EMI）濾波器屬于低通濾波器，包括電源線濾波器、信號線濾波器等。為了滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度極限值要求，使用EMI濾波器是一種好方法。
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