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PCB电磁兼容设计(PPT101页)

文档格式:PPT| 101 页|大小 260KB|2024-12-10 发布|举报 | 版权申诉
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  • 单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,,PCB电磁兼容技术—湖南商务职院,,PCB制板及产品调调试,,项目1:电子钟PCB制板及电路调调试,电子钟PCB制板及电路路调试的典典型工作任任务分析,,-学习目标,,,,-学习与工作作内容,,,-学时要求,,,,-教学方法与与组织形式式说明,,,-学业评价方方式电磁兼容的的英文为ElectromagneticCompatibility,简称EMC电磁兼容容技术是一一门迅速发发展的综合合性交叉学学科,研究究PCB设计中的电电场与磁场场的兼容性性 EMC技术涉及的的频率范围围0~400GHz,研究PCB设计中的电电场与磁场场的兼容性性 设备备和系统的的设计、研研制、生产产、使用和和维护都要要运用EMC技术10.1电磁兼容的的基本知识识,,电磁波作为为一种资源源,已在0~400GHz宽频范围内内广泛地用用于信息技技术产品中中伴之而而来的电磁磁干扰也从从低频段到到微波波段段,无孔不不入地辐射射或传导至至设备系统统以及周围围的环境,,给设备甚甚至社会生生产活动和和人体健康康带来了越越来越严重重的危害。

    10.1.1电磁兼容及及相关概念念,,设备或系统统在其电磁磁环境中能能正常工作作且不对该该环境中的的任何事物物构成不能能承受的电电磁骚扰的的能力1、设备或系系统产生的的电磁干扰扰,不应对对周围造成成不能承受受的影响;;也不应对对周围环境境造成不能能承受的““污染”;;,,2、设备或系系统对来自自周围的电电磁干扰,,应具有足足够的防御御能力研究内容::电磁兼容容设计、电电磁兼容测测试、电磁磁兼容标准准及EMC预测EMC的三要素::干扰源、、耦合通路路和敏感体体切断任任何一项都都可解决电电磁兼容问问题电磁环境是是由空间、、时间和频频谱三大要要要素组成成的2.电磁兼容相相关概念,,电磁干扰((EMI)会引起设设备、传输输通道或系系统性能下下降电子系统受受干扰的路路径主要是是通过电源源、信号线线或控制电电缆、场渗渗透,最后后经过天线线直接进入入;,,,,,另外还有电电缆耦合((其它设备备的传导干干扰),电电子系统内内部场耦合合(其它设设备的辐射射干扰),,电子外部部耦合到内内部场,宽宽带发射机机天线系统统,外部环环境场等等等电磁骚扰((ElectromagneticDisturbance)是指任何何可能引起起设备、装装置或系统统性能降低低或者对有有生命或者者无生命物物质产生损损害作用的的电磁现象象。

    电磁骚骚扰有下列列三种表现现表形式::电磁噪声声、无用信信号或传播播媒介自身身的变化电磁辐射::是以电磁磁波形式由由波源发射射到空间的的现象或以以电磁波的的形式存在在于空间的的现象电磁辐射射”一词的的含义有时时也可引伸伸,电磁感感应现象也也包含在内内电磁噪声((ElectromagneticNoise)是一种明明显不传送送信息的时时变电磁现现象,它可可与有用信信号叠加或或组合,有有时也称为为电磁环境境共模干扰(CM)和差模干扰扰(DM):共模干扰扰存在于电电源任何一一相线与大大地或中线线与大地间间共模干干扰有时也也称纵模干干扰、不对对称干扰或或接地干扰扰,是载流流导体与大大地之间的的干扰差差模干扰存存在于电源源相线与中中线及相线线与相线之之间差模模干扰也称称常模干扰扰、横模干干扰或对称称干扰,这这是载流导导体之间的的干扰共共模干扰表表明干扰是是由辐射或或串扰耦合合到电路中中来的而而差模干扰扰则表明干干扰是源于于同一条电电源电路的的高能量、高高频率、高高密度的发发射源增多多,会使系系统的辐射射加重,干干扰信号增增强电磁辐射污污染己被世世界卫生组组织列为必必须严加控控制的现代代公害之一一据调查查,长期接接受高频电电磁辐射,,会对眼睛睛、神经系系统、生殖殖系统、心心血管系统统、消化系系统及骨组组织造成严严重的不良良影响,甚甚至危及生生命。

    10.1.2电磁兼容的的三要素,,电磁兼容的的三要素是是干扰源、、耦合途径径、敏感设设备切断断以上任何何一项都可可解决电磁磁兼容问题题解决电磁兼兼容问题要要从以下方方面入手研研究:电磁磁骚扰源,,包括其频频域和时域域特性、产产生的机理理以及抑制制措施等;;电磁骚扰扰传播特性性;敏感设设备抗干扰扰的能力;;电磁兼容容性问题的的测量方法法;系统内内及系统间间的电磁兼兼容性1.干扰源,,传导干扰、、空间干扰扰,,2.耦合途径径,,电磁干扰的的传播途径径有通过电电源线、信信号线、地地线、大地地等途径传传播的“传传导干扰’’’(Conducted Interference),也有通过过空间直接接传播的““空间干扰扰”(Radiated Interference)前者归属属于频率较较高的部分分(>30MHz),后者则是是较低频的的部分(<30MHz)传导干扰是是指一个电电网络信号号通过导电电介质,耦耦合(干扰)到另一个电电网络比如开空调调时,室内内的荧光灯灯会出现瞬瞬间变暗的的现象,这这是因为大大量电流流流向空调,,电压急速速下降,利利用同_电源的荧光光灯受到影影响通常常采用的解解决方法是是通过去耦耦来消除传传导性干扰扰,比如给给发生源及及被干扰设设备的电源源线安装滤滤波器,或或者将信号号线改为光光纤。

    辐射干扰是是指干扰源源通过空间间,把信号号耦合(干扰)到另一个电电网络在高高速速PCB及系系统统设设计计中中,,高高频频信信号号线线、、集集成成电电路路的的管管脚脚、、各各类类接接插插件件等等都都可可能能成成为为具具有有天天线线特特性性的的辐辐射射干干扰扰源源,,能能发发射射电电磁磁波波并并影影响响其其他他系系统统或或本本系系统统内内其其他他子子系系统统的的正正常常工工作作由由于于传传播播途途径径是是空空间间,,解解决决辐辐射射干干扰扰的的方方法法除除前前面面所所讲讲的的滤滤波波之之外外,,还还要要对对设设备备进进行行屏屏蔽蔽方方能能有有效效辐射射发发射射有有两两种种基基本本类类型型::差差模模(DM)和共共模模(CM)一一般般设设备备的的电电源源线线和和通通信信线线路路,,这这两两根根导导线线作作为为往往返返线线路路输输送送电电力力或或信信号号干扰扰电电压压和和电电流流分分为为两两种种::一一种种是是两两根根导导线线分分别别作作为为往往返返线线路路传传输输;;另另一一种种是是两两根根导导线线作作去去路路,,地地线线作作返返回回路路传传输输前前者者就就是是““差差模模””,,后后者者是是““共共模模””。

    干扰信号号侵入线线路和接接地之间间,干扰扰电流在在两条线线上各流流过二分分之一,,以地为为公共回回路,这这种干扰扰是比较较容易消消除的干扰电压压和电流流分为两两种:一一种是两两根导线线分别作作为往返返线路传传输;另另一种是是两根导导线作去去路,地地线作返返回路传传输前前者就是是“差模模”,后后者是““共模””干扰信号号侵入线线路和接接地之间间,干扰扰电流在在两条线线上各流流过二分分之一,,以地为为公共回回路,这这种干扰扰是比较较容易消消除的但在实际际电路中中,由于于两根导导线终端端与地线线之间的的阻抗不不平衡,,会出现现模式的的相互转转换即即通过导导线传递递的一种种模式在在终端反反射时,,使共模模信号干干扰会转转化为不不易消除除的串扰扰干扰通常这两两种干扰扰是同时时存在的的,由于于线路阻阻抗的不不平衡,,两种干干扰在传传输中还还会相互互转化,,所以情情况十分分复杂总而言之之,当设设备和导导线的长长度比波波长短时时,主要要问题是是传导干干扰;当当它们的的尺寸比比波长大大时,主主要问题题是辐射射干扰3.提高设设备抗耦耦合干扰扰性能,,(1)电路性耦耦合,,针对电路路性耦合合的电磁磁兼容设设计方法法是:,,①对共电电源内阻阻产生的的电磁干干扰,可可使用不不同的电电源分别别供电。

    ②对共回回路导线线产生的的电磁干干扰,可可以对导导线阻抗抗加以限限制或去去耦共共回路导导线的阻阻抗包括括电阻和和电感a限制电电阻的的方法法:增增大共共回路路导线线的截截面积积,减减少共共回路路导线线的长长度和和降低低接触触电阻阻b限制电电感的的方法法:减减小共共回路路导线线的长长度和和导线线间的的距离离c电路去去耦的的方法法:去去掉共共回路路导线线,而而将不不同的的回路路仅在在一点点接地地③对共共地阻阻抗产产生的的电磁磁干扰扰,可可以想想办法法降低低共地地阻抗抗④电位位隔离离电位隔隔离有有机械械、电电磁、、光电电和浮浮地4种隔离离方式式,其其实质质是人人为地地造成成电位位隔离离,以以阻止止电路路性耦耦合产产生的的电磁磁干扰扰2)电容性性耦合合,,任何两两个导导体之之间都都存在在着电电容针对电电容性性耦合合的电电磁兼兼容设设计方方法是是:,,①尽可可能减减小干干扰源源U1的幅值值和干干扰源源的变变化速速度ω②耦合合电容容设计计得尽尽可能能小::加大大两个个导体体间的的距离离,缩缩短两两个导导体的的长度度,避避免两两个导导体平平行走走线④屏蔽,,屏蔽的的目的的:切切断干干扰源源和被被干扰扰对象象之间间的电电力线线。

    屏蔽的的方法法:采采用与与干扰扰源基基准电电位相相连的的屏蔽蔽或者者与被被干扰扰对象象基准准电位位相连连的屏屏蔽,,或者者上述述两者者都用用当当导线线的长长度小小于工工作信信号波波长的的l/20时,采采用单单点接接地,,否则则采用用多点点接地地接接地的的长度度要尽尽可能能短⑤平衡衡,,平衡的的目的的:当当干扰扰源和和被干干扰对对象的的基准准电位位是相相互独独立时时,可可以采采用平平衡的的方法法使干干扰源源和被被干扰扰对象象的耦耦合电电容平平衡,,以免免除电电容性性耦合合的电电磁干干扰平衡的的方法法:干干扰源源和被被干扰扰对象象均采采用绞绞合导导线;;采用用四芯芯导线线使干干扰源源和被被干扰扰对象象的导导线交交叉对对称3)电感性性耦合合,,任何两两个回回路之之间存存在着着互感感互互感值值与介介质的的磁导导率触触成正正比,,并与与两个个回路路的几几何尺尺寸有有关针对电电感性性耦合合的电电磁兼兼容设设计方方法是是:,,①尽可可能减减小干干扰源源电流流的变变化速速度②尽可可能减减小两两个回回路的的互感感:加加大两两个回回路间间的距距离;;缩短短两个个回路路的长长度;;避免免两个个回路路平行行走线线;缩缩小两两个回回路的的面积积,并并降低低重合合度。

    ③屏蔽蔽、,,屏蔽的的目的的:切切断干干扰源源和被被干扰扰对象象之间间的磁磁力线线屏蔽的的方法法:采采用铁铁磁性性导体体的静静态磁磁屏蔽蔽,采采用良良导体体感应应涡流流的动动态磁磁屏蔽蔽④平衡衡,,平衡的的目的的:采采用平平衡的的方法法减小小或免免除电电感性性耦合合的电电磁干干扰4)辐射性性耦合合,,辐射性性耦合合是电电磁场场通过过空间间耦合合到被被干扰扰对象象针对辐辐射性性耦合合的电电磁兼兼容设设计方方法是是:,,①采用用空间间分离离的方方法,,把容容易相相互干干扰的的设备备和导导线安安排得得远一一些,,并调调整电电磁场场矢量量方向向,使使接收收设备备耦合合的干干扰电电磁场场最低低②采用用时间间分离离方法法,把把产生生辐射射的设设备和和易接接收辐辐射的的设备备安排排在不不同的的时间间工作作③采用频频率分分离方方法,,使产产生辐辐射的的设备备和易易接收收辐射射的设设备的的工作作频率率不同同④采用用屏蔽蔽措施施,用用屏蔽蔽材料料将被被干扰扰对象象封闭闭起来来,使使其内内部电电磁场场强度度低于于允许许值屏蔽蔽的效效果用用屏蔽蔽系数数来衡衡量⑤减小小天线线的有有效高高度⑥减小小环线线面积积10.1.3印刷电电路板板中的的电磁磁兼容容问题题及防防治措措施,,,电子产品越越来越趋向向高速、宽宽带、高灵灵敏度、高高密度和小小型化,这这种趋势导导致了EMC问题更加严严重。

    高速速数字电路路PCB是一个典型型的代表,,PCB的电磁兼容容问题是目目前高速PCB设计中急待待解决的技技术难题电磁兼容的的防治是一一项系统工工程,应该在设备备和系统设设计、研制制、生产、、使用与维维护的各阶阶段都予以以充分的考考虑和实施施电磁兼容对对设备的要要求有两个个方面:一一是设备工工作时不会会对外界产产生不良的的电磁干扰扰影响;另另一个是不不能对外界界的电磁干干扰过度敏敏感前一一方面的要要求称为干干扰发射(EMI)要求,后一一个方面的的要求称为为敏感度(EMS)或抗扰度要要求对设设备的电磁磁兼容要求求可以进进一步分为为传导发射射、辐射发发射、传导导敏感度(抗扰度)、辐射敏感感度(抗扰度)1.电磁兼容容问题,,(1)印刷电路路板中带状状线、电线线、电缆间间的串音和和电磁耦合合,,印刷电路板板中带状线线、电线、、电缆间的的串音是印印刷电路板板中存在的的最难克服服的问题之之一这里里所说的串串音是较广广意义上的的串音,不不管其源信信号是有用用信号还是是噪声,串串音用导线线的互容和和互感来表表示当在EMC预测和解决决EMI问题时,首首先应确定定发射源的的耦合途径径是传输的的、辐射的的、还是串串音的。

    一般来说,,在高频时时电容耦合合是主要的的,但如果果源阻抗或或接收器之之一或两者者都采用屏屏蔽电缆并并在屏蔽层层两端接地地,则磁场场耦合将是是主要的另外,低低频一般有有较低的电电路阻抗,,电感耦合合是主要的的通过串音预预测,可以以保证PCB上数字和模模拟信号适适当的间距距2)数字电路路PCB使电子产品品的电磁辐辐射加重,,计算机等电电子设备的的电路一般般都是用数数字电路PCB实现的,在在很多情况况下,数字字电路PCB产生的辐射射问题要比比模拟电路路PCB更严重由于数字电电路的驱动动电流较大大,致使辐辐射的强度度也较大;;而高速时时钟脉冲和和数字信号号又使得辐辐射频带加加宽PCB电磁辐射分分两种基本本类型:差差模辐射与与共模辐射射差模辐辐射的特点点取决于闭闭合环路中中电流特性性;共模辐辐射由对地地的干扰(噪声)电压引起起电磁辐射射主要表表现在::对周围围的电子子系统构构成窄带带与宽带带干扰;;另一方方面造成成潜在的的信息泄泄漏问题题影响PCB电磁辐射射的因素素主要是是PCB的结构和和激励因因素:PCB的结构不不同,其其辐射效效果也不不同,传传输带的的长度、、回路面面积、地地线走向向、整体体布局等等都会影影响到辐辐射效果果。

    显然,PCB的布局设设计将直直接关系系到整机机电磁辐辐射的强强弱在在确定的的激励状状态下,,整机系系统辐射射水平的的抑制和和降低,,必须从从PCB的辐射分分析及布布局的优优化设计计着手布线结构构的合理理设计对对降低PCB辐射也具具有关键键的作用用消除辐射射干扰最最有效的的方法是是采取屏屏蔽,屏屏蔽噪声声源或屏屏蔽敏感感电路除屏蔽蔽方法外外,还可可以通过过改变电电路设计计来提高高系统的的抗干扰扰能力2.电磁兼兼容的防防治措施施,,解决电磁磁兼容问问题应从从产品的的开发阶阶段开始始,并贯贯穿于整整个产品品或系统统的开发发、生产产过程国内外大大量的经经验表明明,在产产品或系系统的研研制过程程中越早早注意电电磁兼容容问题,,越可以以节约人人力与物物力在控制方方法上,,除了采采用众所所周知的的抑制干干扰传播播的技术术,如屏屏蔽、接接地、搭搭接、合合理布线线等方法法以外还还可以采采取回避避和疏导导的技术术处理,,如空间间方位分分离、频频率划分分与回避避、滤波波、吸收收和旁路路等等,,有时这这些回避避和疏导导技术简简单而巧巧妙,可可以代替替成本费费用昂贵贵而质量量体积较较大的硬硬件措施施,收到到事半功功倍的效效果。

    电磁兼容容设计的的关键技技术是对对电磁干干扰源的的研究,,从干扰扰源处控控制其电电磁发射射控制制干扰源源的发射射,需要要广泛地地应用屏屏蔽(包括隔离离)、滤波和和接地技技术1)屏蔽,,屏蔽主要要是运用用各种导导电材料料,制成成壳体与与大地连连接,以以切断静静电耦合合、感应应耦合或或交变电电磁场耦耦合的电电磁噪声声传播途途径电磁屏蔽蔽是电磁磁兼容防防治的重重要手段段电磁磁屏蔽是是以金属属隔离的的原理来来控制电电磁干扰扰由一个个区域向向另一区区域感应应和辐射射传播的的方法屏蔽一般般分为两两种类型型:一类类是静电电屏蔽,,主要用用于防止止静电场场和恒定定磁场的的影响,,另一类类是电磁磁屏蔽,,主要防防止交变变电场、、交变磁磁场以及及防止交交变电磁磁场的影影响静电屏蔽蔽应具备备两个基基本要点点,即完完善的屏屏蔽体和和良好的的接地2)隔离,,隔离主要要是运用用继电器器、隔离离变压器器或光电电隔离器器等器件件来切断断电磁噪噪声传导导形式的的传播途途径其其特点是是将两部部分电路路的地线线系统分分隔开来来,切断断通过阻阻抗进行行耦合的的可能在一个电电子系统统中,通通道之间间的信号号辐射会会产生电电磁干扰扰。

    如果果是两个个图像通通道的信信号干扰扰,会产产生图像像叠加、、背景虚虚像等现现象如如果是两两个音频频通道的的信号干干扰,则则会出现现串音现现象在印刷电电路板上上,信号号线长距距离高密密度平行行,就有有可能出出现传输输通道干干扰改改善传输输通道干干扰的方方法是在在设计PCB板时,高高频信号号之间的的布线尽尽量少平平行,有有条件的的要插入入地线3)滤波,,滤波是在在频域上上处理电电磁噪声声的技术术,为电电磁噪声声提供一一个低阻阻抗通路路,以抑抑制电磁磁干扰例如,,电源滤滤波器对对50Hz的电源频频率呈现现高阻抗抗,而对对电磁噪噪声频谱谱呈现低低阻抗频率管理理是滤波波的重要要手段,,是指运运用干扰扰抑制滤滤波技术术来选择择信号和和抑制干干扰为为了实现现这两在在功能而而设计的的网络都都称都称称为滤波波器线路板上上的导线线,是最最有效的的接收和和辐射天天线由由于导线线的存在在,往往往会在线线路板上上产生过过强的电电磁辐射射同时时,这些些导线又又能接受受外部的的电磁干干扰,使使电路对对干扰很很敏感在导线线上使用用信号滤滤波器是是解决高高频电磁磁干扰辐辐射和接接收很有有效的方方法脉脉冲信号号的高频频成分很很丰富,,这些高高频成分分可以借借助导线线辐射,,使线路路板的辐辐射超标标。

    信号号滤波器器的使用用可使脉脉冲信号号的高频频成分大大大减少少,电源线是是电磁干干扰传入入设备和和传出设设备的主主要途径径通过过电源线线,电网网上的干干扰可以以传入设设备,干干扰设备备的正常常工作4)接地,,接地包括括接地体体的设计计、地线线的布置置、接地地线在各各种不同同频率下下的阻抗抗等内容容,不仅仅涉及产产品或系系统的电电气安全全,而且且关联着着电磁兼兼容和其其测量技技术10.2印刷电路路板中的的电磁兼兼容设计计方法,,印刷电路路板(PCB)是电子产产品中电电路元件件和器件件的支撑撑件,PCB中的电磁磁兼容性性直接决决定着产产品开发发是否成成功,决决定着产产品抗干干扰能力力的高低低要使使电子电电路获得得最佳性性能,在在进行PCB设计时需要深深入分析PCB设计的一般原原则及研究电电磁兼容性设设计的一般方方法常规的EMI控制技术一般般包括:元器器件的合理布布局、连线的的合理控制、、电源线、接接地、滤波电电容的合理配配置等PCB的基材及PCB层的选择、电电子元件及电电子元件的电电磁特性、元元件间互连线线的长宽等都都制约着PCB的电磁兼容性性无论设备产生生电磁干扰发发射还是受到到外界干扰的的影响,或者者电路之间产产生相互干扰扰,电路板都都是问题的核核心,。

    10.2.1 PCB材料的选择与与电磁兼容性性,,根据产品的实实际需要及成成本综合考虑虑PCB层数的选择,,一般来说,,多层板能够够较好地控制制EMI,但太多的层层也增大了电电磁管理的难难度多层PCB的电磁兼容设设计要采用绝绝缘常数值按按层次严格受受控的高性能能绝缘电路板板这种方法法有利于对绝绝缘材料与邻邻近布线之间间的电磁场进进行有效管理理10.2.2集成电路芯片片的电磁兼容容问题,,实际工作中,,设计工程师师通常认为自自己能够接触触到的EMC问题就是PCB板级设计然然而在考虑EMI控制时,首先先应该考虑对对集成电路芯芯片的选择如果能够深入入了解集成电电路芯片的内内部特征,可可以简化PCB和系统级设计计中的EMI控制1.集成电路芯芯片的EMI来源,,PCB中集成电路EMI的来源主要有有:数字集成成电路从逻辑辑高到逻辑低低之间转换或或者从逻辑低低到逻辑高之之间转换过程程中,输出端端产生的方波波信号频率导导致的EMI;信号电压和和信号电流电电场和磁场;;IC芯片自身的电电容和电感等等2.IC封装特征在电电磁干扰控制制中的作用,,IC封装通常包括括硅基芯片、、一个小型的的内部PCB以及焊盘。

    硅硅基芯片安装装在小型的PCB上,通过绑定定线实现硅基基芯片与焊盘盘之间的连接接,在某些封封装中也可以以实现直接连连接10.2.3滤波设计,,对于任何设备备而言,滤波波都是解决电电磁干扰的关关键技术之一一因为设备备中的导线是是效率很高的的接收和辐射射天线,设备备产生的大部部分辐射发射射都是通过各各种导线实现现的滤波器可以抑抑制交流电源源线上输入的的干扰信号及及信号传输线线上感应的各各种干扰滤滤波器可分为为交流电源滤滤波器、信号号传输线滤波波器和去耦滤滤波器交流滤波器的的安装及布线线直接影响滤滤波器的性能能,在其安装装布线中应注注意以下几点点:,,(1)滤波器应安装装在机柜底部部离设备电源源入口尽可能能近的部位,,并加以绝缘缘,不要让未未经过滤波器器的电源线在在机柜内迂回回2)电源滤波器的的外壳必须用用截面积大的的导线以最短短的距离与机机壳连为一体体,并尽量使使电源滤波器器的接地点与与机壳接地点点保持最短的的距离3)机壳内的其他他电器或电磁磁开关等应从从滤波器的前前端引线接到到负载,或为为这些干扰源源单独加装滤滤波器10.2.4电磁兼容设计计中的布局与与布线,,PCB设计中的布局局,是指PCB上电子元件及及配件的排列列方式。

    对PCB上元器件合理理规划安放是是布线的基础础,原件布局局不仅会影响响PCB板上连接线的的布通率,而而且影响到PCB的电磁兼容性性及整个产品品的质量良良好的电磁兼兼容设计依赖赖PCB设计工程师对对于产品设计计原理、布线线规则、电磁磁兼容控制技技术的深刻理理解在PCB设计中,布局局是一个复杂杂的工作,元元器件布局的的自动化程度度仍然较低,,人工干预的的程度较高PCB中元器件的布布局应从两个个层面上考虑虑,一个是平平面的,即通通常在PCB设计中提到的的PCB布局;另外一一个是立体的的元器件布局局,既要考虑虑到元件的大大小、所占空空间,又要考考虑到元器件件的密度电路板系统的的布线包括::芯片到电路路板、PCB板内互连以及及PCB与外部器件之之间的三类互互连在PCB设计中,互连连点处的电磁磁特性是工程程设计面临的的主要问题之之一,涉及器器件安装方法法、布线的隔隔离以及减少少引线电感的的措施等1.高频数字电电路PCB的电磁兼容设设计中的布局局与布线,,高频数字电路路PCB布线规则如下下①高频数字信信号线要用短短线②主要信号线线最好集中在在PCB板中心③时钟发生电电路应在板中中心附近,时时钟扇出应采采用菊链式或或并联布线。

    ④电源线尽可可能远离高频频数字信号线线或用地线隔隔开,电路的的布局必须减减小电流回路路,电源的分分布必须是低低感应的(多路设计)⑤输入输出端端用的导线应应尽量避免相相邻平行最最好加线间地地线,以免发发生反馈耦合合PCB导线的最小宽宽度主要由导导线与绝缘基基板间的黏附附强度和流过过它们的电流流值决定当当铜,,箔厚度度为0.05mm、宽度度为1~1.5mm时,通通过2A的电流流,温温度不不会高高于3℃因此此,导导线宽宽度为为1.5mm可满足足要求求对对于集集成电电路,,尤其其是数数字电电路,,通常常选0.02~0.3mm导线宽宽度当然然,只只要允允许,,还是是尽可可能用用宽线线,尤尤其是是电源源线和和地线线导导线的的最小小间距距主要要由最最坏情情况下下的线线间绝绝缘电电阻和和击穿穿电压压决定定对对于集集成电电路,,尤其其是数数字电电路,,只要要工艺艺允许许,可可使间间距小小至5~8mm⑥印刷线线路板板的布布线要要注意意以下下问题题:,,·专用零零伏线线,电电源线线的走走线宽宽度大大于等等于lmm;,,·电源线线和地地线尽尽可能能靠近近,整整块印印刷板板上的的电源源与地地要呈呈“井井”字字形分分布,,以便便使分分布线线电流流达到到均衡衡;,,·要为模模拟电电路专专门提提供一一根零零伏线线;为为减少少线间间串扰扰,必必要时时可增增加印印刷线线条间间距离离,注注意安安插一一些零零伏线线作为为线间间隔离离;,,,印刷电电路的的插头头也要要多安安排一一些零零伏线线作为为线间间隔离离;特特别注注意电电流流流通中中的导导线环环路尺尺寸;;如有有可能能在控控制线线(于印刷刷板上上)的入口口处加加接R-C去耦,,以便便消除除传输输中可可能出出现的的干扰扰因素素;,,印刷弧弧上的的线宽宽不要要突变变,导导线不不要突突然拐拐角(≥90。

    ),传输输线拐拐角要要采用用45角,,以降降低回回损⑦突出引引线存存在抽抽头电电感,,要避避免使使用有有引线线的组组件高频频环境境下,,最好好使用用表面面安装装组件件在确定定特殊殊元件件的位位置除除遵循循常规规原则则外,,在电电磁兼兼容性性设计计中还还要遵遵循以以下原原则::,,尽可能能缩短短高频频元器器件之之间的的连线线,设设法减减少它它们的的分布布参数数和相相互间间的电电磁干干扰易受受干扰扰的元元器件件距离离不能能太近近,输输入和和输出出元件件应尽尽量远远离某些元元器件件或导导线之之间可可能有有较高高的电电位差差,应应加大大它们们之间间的距距离,,避免免放电电引出出意外外短路路根据电电路的的功能能单元元对电电路的的全部部元器器件进进行布布局时时,要要符合合以下下原则则:,,·按照电电路的的流程程安排排各个个功能能电路路单元元的位位置,,使布布局便便于信信号流流通,,并使使信号号尽可可能保保持一一致的的方向向·以每个个功能能电路路的核核心元元件为为中心心,围围绕它它来进进行布布局元器器件应应均匀匀、整整齐、、紧凑凑地排排列在在PCB上.尽尽量减减少和和缩短短各元元器件件之间间的引引线和和连接接。

    ·在高高频频下下工工作作的的电电路路,,要要考考虑虑元元器器件件之之间间的的分分布布参参数数一一般般电电路路应应尽尽可可能能使使元元器器件件平平行行排排列列这这样样,,不不但但美美观观,,而而且且装装焊焊容容易易,,易易于于批批量量生生产产高速速PCB的设设计计方方法法必必须须能能够够处处理理在在较较高高频频段段处处产产生生的的较较强强电电磁磁场场效效应应这这些些电电磁磁场场能能在在相相邻邻信信号号线线或或PCB线上上感感生生信信号号,,导导致致令令人人讨讨厌厌的的串串扰扰(干扰扰及及总总噪噪声声),并并且且会会损损害害系系统统性性能能回回损损主主要要是是由由阻阻抗抗不不匹匹配配造造成成高回回损损有有两两种种负负面面效效应应::一一是是信信号号反反射射回回信信号号源源会会增增加加系系统统噪噪声声,,使使接接收收机机更更加加难难以以将将噪噪声声和和信信号号区区分分开开来来;;二二是是任任何何反反射射信信号号基基本本上上都都会会使使信信号号质质量量降降低低,,因因为为输输入入信信号号的的形形状状出出现现了了变变化化2.混混合合信信号号电电路路PCB的电电磁磁兼兼容容设设计计中中的的布布局局与与布布线线,,混合合信信号号电电路路PCB是指指PCB中含含有有模模拟拟电电路路和和数数字字电电路路的的PCB,混混合合信信号号电电路路PCB的设设计计很很复复杂杂,,元元器器件件的的布布局局、、布布线线以以及及电电源源和和地地线线的的处处理理将将直直接接影影响响到到电电路路性性能能和和电电磁磁兼兼容容性性能能。

    1)混合合信信号号电电路路PCB的电电磁磁兼兼容容设设计计中中的的布布线线原原则则,,①遵遵守守常常规规的的布布线线规规则则②在在电电路路板板的的所所有有层层中中,,数数字字信信号号只只能能在在电电路路板板的的数数字字部部分分布布线线在在电电路路板板的的所所有有层层中中,,模模拟拟信信号号只只能能在在电电路路板板的的模模拟拟部部分分布布线线③实实现现模模拟拟和和数数字字电电源源分分割割布布线线不不能能跨跨越越分分割割电电源源之之间间的的间间隙隙必必须须跨跨越越分分割割电电源源之之间间间间隙隙的的信信号号线线要要位位于于紧紧邻邻大大面面积积地地的的布布线线层层上上分分析析返返回回地地电电流流实实际际流流过过的的路路径径和和方方式式2)混合信号号电路PCB的电磁兼兼容设计计中的布布局原则则,,①将PCB分区为独独立的合合理的模模拟电路路区和数数字电路路区②遵循常常规的元元器件布布局原则则③A/D转换器跨跨分区放放置④电源和和地线单单独引出出,电源源供给处处汇集到到一点,,不要对对地进行行分割,,在电路路板的模模拟部分分和数字字部分下下面敷设设统一地地在混合信信号电路路PCB设计中采采用统一一地,通通过数字字电路和和模拟电电路分区区以及合合适的信信号布线线,通常常可以解解决一些些比较困困难的布布局布线线问题,,同时也也不会产产生因地地分割带带来的一一些潜在在的麻烦烦。

    在这这种情况况下,元元器件的的布局和和分区就就成为决决定设计计优劣的的关键如果布布局布线线合理,,数字地地电流将将限制在在电路板板的数字字部分,,不会干干扰模拟拟信号10.3屏蔽与搭搭接设计计,,屏蔽就是是对空间间区域进进行金属属的隔离离,以控控制电场场、磁场场和电磁磁波的感感应和辐辐射具体讲,,就是用用屏蔽体体将元部部件、电电路、组组合件、、电缆或或整个系系统的干干扰源包包围起来来,防止止干扰电电磁场向向外扩散散,防止止外界电电磁场的的影响电磁屏蔽蔽的技术术原理主主要有两两种:一一是反射射,由于于空气和和金属屏屏蔽的电电磁阻抗抗不同,,使入射射电磁电电波产生生反射作作用二二是吸收收,进入入金属屏屏蔽内的的电磁波波在金属属屏蔽内内传播时时,由于于衰减而而产生吸吸收作用用屏蔽按机机理可分分为电场场屏蔽、、磁场屏屏蔽和电电磁场屏屏蔽10-3-1电场屏蔽蔽,,1.屏蔽机机理,,将电场感感应看成成分布电电容间的的耦合一般采采用电导导率高的的材料作作屏蔽体体,并将将屏蔽体体接地,,使电力力线在此此终止,,因而电电场不会会泄漏到到屏蔽体体外部2.设计要要点,,(1)屏蔽板板靠近受受保护物物,同时时接地良良好;,,(2)屏蔽板板的形状状对屏蔽蔽效能的的高低有有明显影影响,全全封闭的的金属盒盒最好,,但工程程中很难难做,,到;,,(3)电场屏屏蔽以反反射为主主,以良良导体为为好,屏屏蔽体的的厚度不不宜过大大,而以以结构强强度为主主要,,考虑因素素。

    10-3-2磁场屏蔽蔽,,磁场屏蔽蔽通常是是指对直直流或低低频磁场场的屏蔽蔽,其效效果比电电场屏蔽蔽和电磁磁场屏蔽蔽要差得得多1.屏蔽机机理,,主要是依依靠高导导磁材料料所具有有的低磁磁阻,给给低频磁磁通提供供一个闭闭合回路路,将其其限制在在屏,,蔽体内,,使得屏屏蔽体内内部的磁磁场大为为减弱2.设计要要点,,(1)选用高高导磁材材料,如如坡莫合合金:,,(2)增加屏屏蔽体的的厚度,,同时要要与设备备的重量量相协调调,减小小屏蔽体体的磁阻阻;,,,(3)被屏蔽蔽的物体体不要紧紧靠屏蔽蔽体,以以尽量减减小通过过被屏蔽蔽物体体体内的磁磁通;,,(4)注意屏屏蔽体的的结构设设计,接接缝、通通风孔等等均可能能增加屏屏蔽体的的磁阻,,从而降降低屏蔽蔽效果;;,,(5)对于强强磁场的的屏蔽可可采用双双层磁屏屏蔽体的的结构对要屏蔽外外部强磁场场的情况,,则屏蔽体体的外层选选用不易饱饱和的材料料,如硅钢钢;而内部部可选用容容易达到饱饱和的高导导磁材料,,如坡莫合合金等若若需接地时时,可选用用非铁磁材材料(如铜、铝)做支撑件10-3-3电磁场屏蔽蔽,,电磁场屏蔽蔽是利用屏屏蔽体阻止止电磁场在在空间传播播的一种措措施。

    1.电磁场屏屏蔽的机理理,,(1)当电磁波波到达屏蔽蔽体表面时时,由于空空气与金属属的交界面面上阻抗的的不连续,,对入射波波产生反射射这种反反射不要求求屏蔽材料料必须有一一定的厚度度,只要求求交界面上上的不连续续2)未被表面面反射掉而而进入屏蔽蔽体的能量量,在体内内向前传播播的过程中中,被屏蔽蔽材料所衰衰减,也就就是所谓的的吸收3)在屏蔽体体内尚未衰衰减掉的剩剩余能量,,传到材料料的另_一表面时,,遇到金属属一空气阻阻抗不连续续的交界面面,会形成成再次反射射,并重新新返回屏蔽蔽体内这这种反射在在两个金属属的交界面面上可能有有多次的反反射总之,电磁磁屏蔽体对对电磁的衰衰减,主要要是利用屏屏蔽体在高高频磁场的的作用下产产生反方向向的涡流磁磁场与原磁磁场抵消而而消除高频频磁场干扰扰的如果果屏蔽体不不完整,则则涡流的效效果降低,,导致电磁磁场泄漏,,屏蔽效果果将大打折折扣2.结构材料料,,(1)适用于底底板和机壳壳的材料大大多数是良良导体,如如铜、铝等等,可以屏屏蔽电场主要的屏屏蔽机理是是反射信号号而不是吸吸收2)磁场的屏屏蔽需要铁铁磁材料,,如高导磁磁率合金和和铁主要要的屏蔽机机理是吸收收而不是反反射。

    3)强电磁环环境中,要要求材料能能屏蔽电场场和磁场两两种成分一一因此需要要结构上完完好的铁磁磁材料屏屏蔽效率直直接受材料料的厚度以以及搭接和和接地方法法好坏的影影响4)对于塑料料壳体,应应在其内壁壁喷涂屏蔽蔽层,或在在汽塑时掺掺入金属纤纤维10-3-4搭接,,1.在底板和和机壳的每每一条缝隙隙和不连续续处要尽可可能好地搭搭接保证证接缝处金金属对金属属的接触,,以防止电电磁能的泄泄漏和辐射射2.在可能的的情况下,,接缝应焊焊接;在条条件受限制制的情况下下,可用点点焊、小间间距的铆接接和用螺钉钉来固定3.在不加导导电衬垫时时,螺钉间间距一般应应小于最高高工作频率率的1%,至少不不大于l/20波长用钉或铆接接进行搭接接时,应首首先在缝的的中部搭接接好,然后后逐渐向两两端延伸,,以防金属属表面的弯弯曲,保证证紧固有足足够的压力力,以便在在有变形应应力、冲击击、震动时时保持表面面接触4.接缝不平平整的地方方或可移动动的面板处处,必须使使用导电衬衬垫或指形形弹簧材料料5.选择高导导电率的和和弹性好的的衬垫选选择衬垫时时要考虑结结合处使用用的频率选择硬韧韧性材料做做成的衬垫垫,以便划划破金属上上的任何表表面。

    保证证同衬垫材材料配合的的金属表面面没有任何何非导电保保护层6.当需要活活动接触时时,使用指指形压簧,,并要注意意保持弹性性指簧的压压力7.导电橡胶胶衬垫用在在铝金属表表面时,要要注意电化化腐蚀作用用纯银填填料的橡胶胶将出现最最严重的电电化腐蚀银镀铝填填料的导电电橡胶是盐盐雾环境下下用于铝金金属配合表表面的最好好衬垫材料料10-3-5穿透和开口口,,1.要注意由由于电缆穿穿过机壳使使整体屏蔽蔽效能降低低的程度典型的未未滤波的导导线穿过屏屏蔽体时,,屏蔽效能能降低30dB以上2.电源线进进入机壳时时,全部应应通过滤波波器盒滤滤波器的输输入端最好好能穿出到到屏蔽机壳壳外;若滤滤波器结构构不宜穿出出机壳,则则应在电源源线进入机机壳处专为为滤波器设设置一个隔隔离舱信信号线、控控制线进穿穿出机壳时时,要通过过适当的滤滤波器具具有滤波插插针的多芯芯连接器适适于这种场场合使用10-3-5穿透和开口口,,1.要注意由由于电缆穿穿过机壳使使整体屏蔽蔽效能降低低的程度典型的未未滤波的导导线穿过屏屏蔽体时,,屏蔽效能能降低30dB以上2.电源线进进入机壳时时,全部应应通过滤波波器盒滤滤波器的输输入端最好好能穿出到到屏蔽机壳壳外;若滤滤波器结构构不宜穿出出机壳,则则应在电源源线进入机机壳处专为为滤波器设设置一个隔隔离舱。

    信信号线、控控制线进穿穿出机壳时时,要通过过适当的滤滤波器具具有滤波插插针的多芯芯连接器适适于这种场场合使用10.4电源的电磁磁兼容设计计,,供电电源常常由于负载载的通断过过渡过程、、半导体器器件的非线线性、脉冲冲设备及雷雷电的耦合合等因素,,而成为电电磁干扰源源在直流电源源回路中,,负载的变变化会引起起电源噪声声当电路路从一种状状态转换为为另一种状状态时,就就会在电源源线上产生生很大的尖尖峰电流,,形成瞬变变的噪声电电压10.4.1电源的噪声声,,1.电源噪声声的来源,,在PCB中由电源和和地造成的的电磁兼容容问题主要要有两种,,一种是电电源噪声,,即是在该该数字电路路系统中,,DSP电路、CPU、动态存储储器件和其其他数字逻逻辑电路在在工作过程程中逻辑状状态高速变变换,造成成系统电流流和电压变变化而产生生的噪声,,温度变化化时的直流流噪声以及及供电电源源本身产生生的噪声等等另一种种是地线噪噪声,即在在系统内,,如果在各各部分的地地线之间出出现电位差差或者存在在接地阻抗抗便会引起起接地噪声声2.电源噪声声的影响,,在众多的电电子产品中中大量地应应用了数字字器件、模模拟器件及及数字模拟拟混合器件件,如DSP芯片、CPU、动态RAM、D/A变换器和其其他数字逻逻辑器件等等,当设备备工作时这这些器件同同时工作会会使电路板板内的电源源电压和地地电平波动动,导致信信号波形产产生尖峰过过冲或衰减减震荡,造造成数字IC电路的噪声声容限下降降,从而引引起误动作作,,,10.4.2电源的电磁磁兼容设计计方法,,根据印制线线路板电流流的大小,,尽量加大大电源线宽宽度,减少少环路电阻阻。

    同时,,使电源线线、地线的的走向和数数据传递的的方向一致致,这样有有助于增强强抗噪声能能力1.采用交流流电源滤波波器,,由于交流电电源滤波器器是低通滤滤波器,不不妨碍低频频电能的通通过,而对对高频电磁磁干扰呈高高阻状态,,有较强的的抑制能力力使用交流电电源滤波器器时,应根根据其两端端阻抗和要要求的插入入衰减系数数选择滤波波器的型式式要注意其承承受电压和和导通电流流的能力,,屏蔽与机机壳要电气气接触良好好,地线要要尽量短,,截面足够够大,进出出线要远离离,而且滤滤波器应尽尽量靠近供供电电源2.采用电源源变压器加加静电屏蔽蔽,,由于电源变变压器一、、二次侧问问存在分布布电容,进进入电源变变压器一次次侧的高频频干扰能通通过分布电电容耦合到到电源变压压器的二次次侧在电电源变压器器的一、二二次侧间增增加静电屏屏蔽后,该该屏蔽与绕绕组间形成成新的分布布电容将屏蔽接地地,可以将将高频干扰扰通过这一一新的分布布电容引入入地,从而而起到抗电电磁干扰的的作用静静电屏蔽应应选择导电电性好的材材料,且首首尾端不可可闭合,以以免造成短短路3.脉冲电压压的吸收,,对脉冲电压压的电磁干干扰可以采采用压敏电电阻、固体体放电管或或瞬态电压压抑制二极极管来吸收收。

    当脉冲冲电压吸收收器件承受受一个高能能量的瞬态态电压脉冲冲时,其工工作阻抗能能够立即降降到很低,,允许通过过很大的电电流、吸收收很大的功功率,从而而将电压钳钳制在允许许的范围内内10.4.3电源供电电电路设计中中的退耦电电容,,电源供电电电路电磁兼兼容设计的的常规做法法之一是在在印制板的的各个关键键部位配置置适当的退退耦电容退耦电容容可以抑制制因负载变变化而产生生的噪声,,在安装时时应紧靠IC相应管脚或或相应电路路焊接退耦电容的的一般配置置原则是::,,①电源输入入端跨接10~100uF的电解电容容器如有有可能,接接100uF以上的更好好②原则上每每个集成电电路芯片都都应布置一一个0.01uF的瓷片电容容,如遇印印制板空隙隙不够,可可每4~8个芯片布置置一个1~10uF的钽电容③对于抗噪噪能力弱、、关断时电电源变化大大的器件,,如RAM、ROM存储器件,,应在芯片片的电源线线和地线之之间接入退退耦电容④电容引线线不能过长长,尤其是是高频旁路路电容引线线更应短⑤在印制线路路板中有接接触器、继继电器、按按钮等元件件时,操作作它们时均均会产生较较大火花放放电,必须须采用RC电路来吸收收放电电流流。

    一般R取1~2kΩ,C取2.2~47uF⑥CMOS的输入阻抗抗很高,且且易受感应应,因此在在使用时对对不用端要要接地或接接正电源⑦使用逻辑辑电路时凡凡能不用高高速逻辑电电路的就不不用;在电电源与地之之间加去耦耦电容;注注意长线传传输中的波波形畸变;;用R-S触发器作为为按钮与电电子线路之之间配合的的缓冲因为地线的的阻抗总不不会是零,,当一个电电流通过有有限阻抗时时,就会产产生电压降降因此,,应该将地地线上的电电位想像为为大海中的的波浪一样样,此起彼彼伏许多电磁干干扰问题是是由地线产产生的,因因为地线电电位是整个个电路工作作的基准电电位,如果果地线设计计不当,地地线电位就就不稳,就就会导致电电路故障地线的电电磁兼容设设计的目的的是要保证证地线电位位尽量稳定定,从而消消除干扰现现象10.5.1地线的阻抗,,地线的阻抗引引起的地线上上各点之间的的电位差能够够造成电路的的误动作,用用欧姆表测量量地线的电阻阻时,地线的的电阻往往在在毫欧姆级,,电流流过这这么小的电阻阻时为什么会会产生这么大大的电压降,,导致电路工工作的异常要明白这个问问题,首先要要区分开导线线的电阻与阻阻抗两个不同同的概念电电阻指的是在在直流状态下下导线对电流流呈现的阻抗抗,而阻抗指指的是交流状状态下导线对对电流的阻抗抗,这个阻抗抗主要是由导导线的电感引引起的。

    任何导线都有有电感,当频频率较高时,,导线的阻抗抗远大于直流流电阻,表10-5-1给出的数据说说明了这个问问题在实际际电路中,造造成电磁干扰扰的信号往往往是脉冲信号号,脉冲信号号包含丰富的的高频成分,,因此会在地地线上产生较较大的电压对于数字电路路而言,电路路的工作频率率是很高的,,因此地线阻阻抗对数字电电路的影响是是较大的如果将10 Hz时的阻抗近似似认为是直流流电阻,可以以看出当频率率达到10 MHz时,对于1 m长导线,它的的阻抗是直流流电阻的1000倍至10万倍因此对于射频频电流,当电电流流过地线线时,电压降降是很大的增加导线的直直径对于减小小直流电阻是是十分有效的的,但对于减减少交流阻抗抗的作用很有有限在电磁磁兼容中,人人们最关心的的交流阻抗为了减少交流流阻抗,一个个有效的办法法是多根导线线并联当两根导线相相距较远时,,它们之间的的互感很小,,总电感相当当于单根导线线电感的一半半因此可以通过过多条接地线线来减小接地地阻抗但要要注意的是,,多根导线之之间的距离不不能过近10.5.2地线的干扰机机理,,由于地线阻抗抗的存在,当当电流流过地地线时,就会会在地线上产产生电压当当电流较大时时,这个电压压可以很大。

    例如附近有有大功率电器器启动时,会会在地线中流流过很强的电电流这个电电流会在两个个设备的连接接电缆上产生生电压由于于电路的不平平衡性,每根根导线上的电电流不同,因因此会产生差差模电压,对对电路造成影影响由于这这种干扰是电电缆与地线构构成的环路电电流产生的,,因此成为地地环路干扰地环路中的的电流还可以以由外界电磁磁场感应出来来公共阻抗干扰扰,当两个电电路共用一段段地线时,由由于地线的阻阻抗,一个电电路的地电位位会受另一个个电路工作电电流的调制这样一个电路路中的信号会会耦合进另一一个电路,这这种耦合称为为公共阻抗耦耦合公共阻抗耦合合,在数字电电路中,由于于信号的频率率较高,地线线往往呈现较较大的阻抗这时,如果存存在不同的电电路共用一段段地线,就可可能出现公共共阻抗耦合的的问题10.5.3地线干扰对策策,,1.地环路对策策,,从地环路干扰扰的机理可知知,只要减少少地环路中的的电流就能减减少地环路干干扰如果能彻底消消除地环路中中的电流,则则可以彻底解解决地环路干干扰的问题因此,有以下下几种解决地地环路干扰的的方案1)将一端的设备备浮地,,如果将一端电电路浮地,就就切断了地环环路,因此可可以消除地环环路电流。

    但但有两个问题题需要注意,,一个是出于于安全的考虑虑,往往不允允许电路浮地地这时可以以考虑将设备备通过一个电电感接地这这样对于50 Hz的交流电流设设备接地阻抗抗很小,而对对于频率较高高的干扰信号号,设备接地地阻抗较大,,减小了地环环路电流但但这样做只能能减小高频干干扰的地环路路干扰2)使用变压器实实现设备之间间的连接,,利用磁路将两两个设备连接接起来,可以以切断地环路路电流但要要注意,变压压器初次级之之间的寄生电电容仍然能够够为频率较高高的地环路电电流提供通路路,因此变压压器隔离的方方法对高频地地环路电流的的抑制效果较较差3)使用光隔离器器,,另一个切断地地环路的方法法是用光实现现信号的传输输这可以说说是解决地环环路干扰问题题的最理想方方法用光连连接有两种方方法,一种是是用光耦器件件,另一种是是用光纤连接接 2.消除公共阻阻抗耦合,,消除公共阻抗抗耦合的途径径有两个,一一个是减小公公共地线部分分的阻抗,这这样公共地线线上的电压也也随之减小,,从而控制公公共阻抗耦合合另一个方法是是通过适当的的接地方式避避免相互干扰扰的电路共用用地线,一般般要避免强电电电路和弱电电电路共用地地线,数字电电路和模拟电电路共用地线线。

    减小地线阻抗抗的核心问题题是减小地线线的电感这这包括使用扁扁平导体做地地线,用多条条相距较远的的并联导体接接地线对于印刷电路路板,在双层层板上布地线线网格能够有有效地减小地地线阻抗,在在多层板中专专门用一层做做地线虽然具具有很小的阻阻抗,但这会会增加线路板板的成本通过适当接地地方式避免公公共阻抗的接接地方法是并并联单点接地地,如图10-5-1所示并联接地的缺缺点是接地的的导线过多因此在实际际中,没有必必要所有电路路都并联单点点接地,对于于相互干扰较较少的电路,,可以采用串串联单点接地地例如,可以将将电路按照强强信号、弱信信号、模拟信信号、数字信信号等分类,,然后在同类类电路内部用用串联单点接接地,不同类类型的电路采采用并联单点点接地,构成成串并联单点点接地,如图图10-5-2所示地线造成电磁磁干扰的主要要原因是地线线存在阻抗,,当电流流过过地线时,会会在地线上产产生电压,这这就是地线噪噪声在这个个电压的驱动动下,会产生生地线环路电电流,形成地地环路干扰当两个电路路共用一段地。

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