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电磁兼容测试中抗干扰设计是如何进行的

电磁兼容测试中,抗干扰定制的基本任务是,系统或设备不会因外部干扰信号的影响而误操作或失效,也不会向外界推送过多的噪声干扰,以免造成其他软件或设备的正常运行。因此,提高综合抗干扰能力也是系统设计的关键一步。


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总结电路抗干扰设计原理:

1.电源线设计

(1)选择合适的电源;

(2)尽量扩大电源线;

(3)确保电源线.底线方向与数据传输方向一致;

(4)应用抗干扰元件;

(5)电源通道加去耦电容(10)~100uf)。


2.地线设计

(1)尽量选择单点接地;

(2)将敏感电路连接到稳定的接地参考源;

(3)模拟与数字的分离;

(4)尽量扩大地线;

(5)对pcb板分区设计,将高带宽噪声电路与低频电路分开;

(6)尽量避免接地环路(所有设备接地后回电源地形成的通道称为接地环路(“地线环路”)的面积。


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3.部件配置

(1)平行电源线不宜过长;

(2)确保pcb时钟产生器.晶振和cpu时钟键入端尽量靠近,避免其他低频器件;

(3)部件应围绕关键部件配备,尽量避免导线长度;

(4)对pcb板进行分区布局;

(5)考虑pcb板在机箱内的位置和方向;

(6)减少高频元件之间的导线。


4.去耦电容的配置

(1)每10个集成电路应增加一个充放电电容(10)uf);

(2)导线电容低频,贴片电容高频;

(3)每个集成芯片应布置一个00.1uf陶瓷电容;

(4)抗噪声能力弱,关闭时电源变化较大的器件应增加高频去耦电容;

(5)电容中间无需同用通孔;

(6)去耦电容导线不宜过长。


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5.降低噪声和干扰信号标准

(1)尽量选择45°曲线而非90°曲线(尽量避免发送高频信号与莲藕);

(2)通过串联电阻降低电路信号边缘的跳变速度;

(3)石英晶振机壳应接地;

(4)无需悬挂闲置门电路;

(5)时钟垂直IO线时影响小;

(6)尽量使时钟周围的电动趋势趋于零;

(7)IO推动电路尽量靠近pcb的边沿;

(8)所有信号不必产生回路;

(9)对于高频板,电容的遍布电感不容忽视,电感的分布电容也不容忽视;

(10)一般功率线.交流线尽量在不同于电源线的木板上。


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6.其他设计原理

(1)CMOS未使用的管脚应通过电阻接地或电源;

(2)用RC电路吸收电磁阀等原放电电流;

(3)总线增加10k上下上拉电阻有利于抗干扰;

(4)选择全译码具有较好的抗干扰性;

(5)元器件不需要管脚按10k电阻接电源;

(6)总线尽量短,尽量保持相同的长度;

(7)双层线尽量垂直;

(8)热元件绕过敏感元件;

(9)正面水平布线,背面垂直布线,只要空间允许,走线越粗越好(仅限地线和电源线);

(10)要有较好的地层线,应尽量从正面布线,背面作为地层线;

(11)保持良好的距离,如过滤器的输出.光耦的输出.交流电源线、弱电源线等;

(12)长线加低滤波器。尽量接线,必须走的长线应插入合理位置C.RC.或LC低通滤波器;

(13)除地线外,可用细丝不能用粗线。


7.总宽度和电流

(1)一般总宽不低于00.2.mm(8mil);

(2)高密度、高精度pcb间隔和线距一般为0.3mm(12mil);

(3)当铜泊厚度为50um上下时,导线总宽1~1.5mm(60mil)=2A;

(4)公共场所一般800mil,更要注意微控制器的应用。


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8.电源线

电源线尽量短,走直线,最好走树型,不要走环。


9.布局

首先,要了解PCB尺寸大小。PCB规格过大时,印刷线框长,阻抗提高,抗噪音能力降低,成本增加;如果太小,排热不好,相邻线框容易受到影响。

在确认PCB规格后.然后明确独特部件的位置。最后,根据电路功能的模块,对电路的所有部件进行布局。

在确认独特部件时,应遵循以下标准:

(1)尽量减少高频元件之间的连接,并尽量减少它们的分布参数和相互干扰信号。容易受到影响的元件不应太近,输入和输出元件应尽量避免。

(2)部分部件或导线之间可能有很高的电位差,因此应增加它们之间的距离,以防止放电引起的意外短路。高压元件应尽可能布置在调整时不易触摸的区域。

(3)重量超过15g的元器件.应用支架固定后焊接。这些又大又重又重。.热值大的部件不宜安装在印刷板上,而应安装在整机底部,并注意排热问题。热敏元件应避免加热元件。


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(4)针对电阻器.可调电感线圈.可变电容器.微动开关等可调元件的布局应注意整机的结构规定。如果机身调整,应放在印刷板上方便调整的区域;如果主机调整,其部分应与调整旋钮在底盘面板上的位置一致。

(5)印刷扳定位孔和支撑架占用的部位应空出。


根据电路功能模块布局电路各部件时,应符合以下标准:

(1)根据电路流程分配各功能电路单元的部件,使布局便于信号流通,并尽可能保持信号方向一致。

(2)以各作用电路的关键部件为核心,围绕其进行布局。组件应对称。.齐整.紧密排序PCB上.尽量避免和减少各部件之间的导线和连接。

(3)对于在高频下工作的电路,需要了解元件之间的分布参数。一般电路应尽可能平行排序。这样,不仅美观.而且容易装焊.批量生产方便。

(4)位于电路板边缘的部件,离电路板边缘一般不少于2mm。电路板的最佳外观是方形。长宽比为3:204:3。电路表面规格超过2000x150mm时.应注意电路板的冲击韧性。


10.走线

走线原则如下:

(1)输出端使用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线,避免反馈藕合。


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(2)印刷导线的最小宽度主要由导线与绝缘基材之间的粘附强度和通过其电流确定。当铜泊厚度为0时.05mm.总宽为1~15mm时.根据2A电流,温度不高于3℃,因而.导线总宽为1.5mm可满足要求。

对于集成电路,尤其是数据电路,一般选择0.02~0.3mm导线总是宽的。自然,只要允许,或者尽量使用宽线.特别是电源线和地线。导线的最小间隔主要由最坏情况下的线间接地电阻和击穿场强度决定。对于集成电路,特别是数据电路,只有工艺允许,间隔可以小到5~8mm。

(3)印刷电线的转弯一般为弧形,高频电路中的直角或交角会影响电气性能。此外,尽量减少大规模铜泊的应用,否则.长期热时,铜泊容易膨胀脱落。必须使用大型铜泊时,最好使用格栅格状.这有利于去除铜泊与基材之间粘合剂加热产生的挥发性气体。


11.焊层

焊接层的中心孔将略大于设备的导线孔。焊接层太大,容易产生空焊。焊接层的直径D一般不小于D(d1.2)mm,D是导线直径。对于高密度数字电路,焊层的最小孔径可以使用(d1.0)mm。


12.PCB以及电路抗干扰对策

印刷电路板的抗干扰设计与实际电路密切相关,这里只有一个PCB几种常见的抗干扰定制对策作了一些说明。


13.电源线设计

根据印刷电路板的电流大小,尽量加粗电源线的总宽度,降低环路电阻。与此同时,.使电源线.地线的方向与数据传输的方向一致,有助于提高抗噪声能力。

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14.地线设计

地线设计的原则是:

(1)数字和模拟分离。如果电路板上既有逻辑电路又有线性电路,则应尽可能分开。低频电路的地面应尽可能选择点射和接地。当具体接线困难时,可部分连接,然后连接地面。高频电路应采用多点串联接地,接地线应短而厚,高频元件周围应尽可能采用网格大规模地箔。

(2)接地线应尽可能加厚。如果接地线很薄,路线阻抗会发生很大的变化,当大电流通过时,接地电位会发生很大的变化,降低抗噪声特性。因此,接地线应先加厚,使其能通过印刷板中允许电流的三倍。如果可能,接地线应为2~3mm以上。

(3)接地线形成闭环路。大多数只由数字电路组成的印刷板可以提高其接地电路的抗噪声能力。


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15.配备退藕电容

PCB设计的基本方法之一是在印刷板的各个关键部位配备适度的莲藕电容。

一般配备退藕电容的原则是:

(1)电源键入端跨接100~100uf电解电容器。如有可能,连接100个。uF以上更强。

(2)原则上每个集成电路芯片都应布局一个0.01pF瓷砖电容器。

(3)抗噪能力弱.电源变化较大的器件,如关闭时电源变化较大的器件,RAM.ROM存储器件应在芯片的电源线和地线之间立即连接退藕电容。

(4)电容导线不能太长,尤其是高频旁通电容不能有导线。


相关关键词: 电磁兼容测试
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