如何提高電子產品的EMC & EMI
在研制帶處理器的電子產品時,
如何提高抗干擾能力和電磁兼容性?
下面的一些系統(tǒng)要特別注意抗電磁干擾:
(1) 微控制器時鐘頻率特別高,總線周期特別快的系統(tǒng)。
(2) 系統(tǒng)含有大功率,大電流驅動電路,如產生火花的繼電器,大電流開關等。
(3) 含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統(tǒng)。
為增加系統(tǒng)的抗電磁干擾能力采取如下措施:
選用外時鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統(tǒng)的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波,方波中的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度,比基波小,但頻率越高越容易發(fā)射出成為噪聲源,微控制器產生的最有影響的高頻噪聲大約是時鐘頻率的3倍。
微控制器主要采用高速CMOS技術制造。信號輸入端靜態(tài)輸入電流在1mA左右,輸入電容10PF左右,輸入阻抗相當高,高速CMOS電路的輸出端都有相當的帶載能力,即相當大的輸出值,將一個門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當高的輸入端,反射問題就很嚴重,它會引起信號畸變,增加系統(tǒng)噪聲。當Tpd>Tr時,就成了一個傳輸線問題,必須考慮信號反射,阻抗匹配等問題。
信號在印制板上的延遲時間與引線的特性阻抗有關,即與印制線路板材料的介電常數有關??梢源致缘卣J為,信號在印制板引線的傳輸速度,約為光速的1/3到1/2之間。微控制器構成的系統(tǒng)中常用邏輯電話元件的Tr(標準延遲時間)為3到18ns之間。
在印制線路板上,信號通過一個7W的電阻和一段25cm長的引線,線上延遲時間大致在4~20ns之間。也就是說,信號在印刷線路上的引線越短越好,最長不宜超過25cm。而且過孔數目也應盡量少,最好不多于2個。
當信號的上升時間快于信號延遲時間,就要按照快電子學處理。此時要考慮傳輸線的阻抗匹配,對于一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸,要避免出現Td>Trd的情況,印刷線路板越大系統(tǒng)的速度就越不能太快。
信號在印刷板上傳輸,其延遲時間不應大于所用器件的標稱延遲時間。
A點一個上升時間為Tr的階躍信號通過引線AB傳向B端。信號在AB線上的延遲時間是Td。在D點,由于A點信號的向前傳輸,到達B點后的信號反射和AB線的延遲,Td時間以后會感應出一個寬度為Tr的頁脈沖信號。在C點,由于AB上信號的傳輸與反射,會感應出一個寬度為信號在AB線上的延遲時間的兩倍,即2Td的正脈沖信號。這就是信號間的交叉干擾。干擾信號的強度與C點信號的di/at有關,與線間距離有關。當兩信號線不是很長時,AB上看到的實際是兩個脈沖的。