EMC PCB設(shè)計(jì)布局原則

電磁干擾(Electromagnetic Interference)，簡稱EMI，有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾主要是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線互相產(chǎn)生干擾;輻射干擾是指電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過空間耦合把干擾信號(hào)傳給另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)或電子設(shè)備。

為了防止一些電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁干擾影響或破壞其它電子設(shè)備的正常工作，各國政府或一些國際組織都相繼提出或制定了一些對(duì)電子產(chǎn)品產(chǎn)生電磁干擾有關(guān)規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)，符合這些規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品就可稱為具有電磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。

電磁兼容性EMC 標(biāo)準(zhǔn)不是恒定不變的，而是天天都在改變，這也是各國政府或經(jīng)濟(jì)組織，保護(hù)自己利益經(jīng)常采取的手段。

EMC標(biāo)準(zhǔn)及測試

國際標(biāo)準(zhǔn)

1、國際電工委員為IEC

2、國際標(biāo)準(zhǔn)華組織ISO

3、電氣電子工程師學(xué)會(huì)IEEE

4、歐盟電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)ETSI

5、國際無線電通信咨詢委員CCIR

6、國際通訊聯(lián)盟ITU

6、國際電工委員會(huì)IEC有以下分會(huì)進(jìn)行EMC標(biāo)準(zhǔn)研究

-CISPR：國際無線電干擾特別委員會(huì)

-TC77：電氣設(shè)備(包括電網(wǎng))內(nèi)電磁兼容技術(shù)委員會(huì)

-TC65：工業(yè)過程測量和控制

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織

1、FCC聯(lián)邦通

2、VDE德國電氣工程師協(xié)會(huì)

3、VCCI日本民間干擾

4、BS英國標(biāo)準(zhǔn)

5、ABSI美國國家標(biāo)準(zhǔn)

6、GOSTR俄羅斯政府標(biāo)準(zhǔn)

7、GB、GB/T中國國家標(biāo)準(zhǔn)

EMI測試

1、輻射騷擾電磁場(RE)

2、騷擾功率(DP)

3、傳導(dǎo)騷擾(CE)

4、諧波電路(Harmonic)

5、電壓波動(dòng)及閃爍(Flicker)

6、瞬態(tài)騷擾電源(TDV)

EMS測試

1、輻射敏感度試驗(yàn)(RS)

2、工頻次次輻射敏感度試驗(yàn)(PMS)

3、靜電放電抗擾度(ESD)

4、射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度測試(CS)

5、電壓暫降，短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度測試(DIP)

6、浪涌(沖擊)抗擾度測試(SURGE)

7、電快速瞬變脈沖群抗擾度測試(EFT/B)

8、電力線感應(yīng)/接觸(Power induction/contact)

EMC測試結(jié)果的評(píng)價(jià)

A級(jí)：實(shí)驗(yàn)中技術(shù)性能指標(biāo)正常

B級(jí)：試驗(yàn)中性能暫時(shí)降低，功能不喪失，實(shí)驗(yàn)后能自行恢復(fù)

C級(jí)：功能允許喪失，但能自恢復(fù)，或操作者干預(yù)后能恢復(fù)

R級(jí)：除保護(hù)元件外，不允許出現(xiàn)因設(shè)備(元件)或軟件損壞數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。

5、電壓暫降，短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度測試(DIP)

6、浪涌(沖擊)抗擾度測試(SURGE)

7、電快速瞬變脈沖群抗擾度測試(EFT/B)

8、電力線感應(yīng)/接觸(Power induction/contact)

EMC基礎(chǔ)理論

-電磁干擾的時(shí)域與頻域描述 ：時(shí)域特性

-電磁干擾的時(shí)域與頻域描述 ：頻域特性

-電磁干擾的時(shí)域與頻域描述 ：周期梯形波的

-電磁干擾的時(shí)域與頻域描述：寬帶噪聲

-電磁干擾的時(shí)域與頻域描述：時(shí)鐘與數(shù)據(jù)噪聲

-分貝(dB)的概念

分貝是電磁兼容中常用的基本單位。

定義為兩個(gè)功率的比：

傳導(dǎo)干擾耦合形式

1、共阻抗耦合

-由兩個(gè)回路經(jīng)公共阻抗耦合而產(chǎn)生，干擾量是電流i，或變化的電流di/dt。

2、容性耦合

-在干擾源與干擾對(duì)稱之間存在著耦合的分布電容而產(chǎn)生，干擾量是變化的電場，即變化的電壓du/dt。

3、感性耦合

-在干擾源與干擾對(duì)稱之間存在著互感而產(chǎn)生，干擾量是變化的磁場，即變化的電流di/dt。

-電場與磁場

-電場強(qiáng)度單位：V/m

磁場：導(dǎo)體上的電流產(chǎn)生磁場

-磁場強(qiáng)度單位：A/m

波阻抗：Zo=E/H

差模輻射與共模輻射

1、差模輻射：電流在信號(hào)環(huán)路中流動(dòng)產(chǎn)生

2、共模輻射：由于導(dǎo)體的電位高于參考電位產(chǎn)生

3、PCB主要產(chǎn)生差模輻射

4、線纜主要產(chǎn)生共模輻射

5、差模輻射電場的計(jì)算

其中 ：

E：電場強(qiáng)度(V/m)

f ：電流的頻率(MHz)

A：電流的環(huán)路面積(cm2)

I ：電流的強(qiáng)度(mA)

r ：測試點(diǎn)到電流環(huán)路的距離(m)

6、共模輻射電場的計(jì)算

其中 ：

E：電場強(qiáng)度(V/m)

f ：電流的頻率(MHz)

L：電纜的長度(m)

I ：電流的強(qiáng)度(mA)

r ：測試點(diǎn)到電流環(huán)路的距離(m)

7、屏蔽的基本理論和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

7.1屏蔽效能計(jì)算公式：

SE(dB)= R(dB)+A(dB)+B(dB)

R(dB)-reflection loss

A(dB)-absorption

B(dB)-re-reflection loss

7.2屏蔽設(shè)計(jì)的基本原則：

a、屏蔽體結(jié)構(gòu)簡潔，盡可能減少不必要的孔洞，盡可能不要增加額外的縫隙;

b、避免開細(xì)長孔，通風(fēng)孔盡量采用圓孔并陣列排放。屏蔽和散熱有矛盾時(shí)盡可能開小孔，多開孔，避免開大孔;

c、足夠重視電纜的處理措施，電纜的處理往往比屏蔽本身還重要;

d、屏蔽體的電連續(xù)性是影響結(jié)構(gòu)件屏蔽效能最主要的因素，相對(duì)而言，一般材料本身屏蔽性能以及材料厚度的影響是微不足道的(低頻磁場例外); e、注意控制成本。