
10、我為單位的直流磁鋼電機設計了一塊調(diào)速電路,電源端以用0.33uf+夏普電視機電感+0.33uf后不理想,后用4只電感串在PCB板電源端,但在30~50MHz之間超了12db,該如何處理?
答:通常來講,LC或PI型濾波電路比單一的電容濾波或電感濾波效果要好。您所謂的電源端以用0.33uf+夏普電視機電感+0.33uf后不理想不知道是什么意思?是輻射超標嗎?在什么頻段?我猜測直流磁鋼電機供電回路中,反饋噪聲幅度大,頻率較低,需要感值大一點的電感濾波,同時采用多級電容濾波,效果會好一些。
11、最近正想搞個0--150M,增益不小于80 DB的寬帶放大器,!請問在EMC方面應該注意什么問題呢?
答1:寬帶放大器設計時特別要注意低噪聲問題,比如要電源供給必須足夠穩(wěn)定等。
答2:1. 注意輸入和數(shù)出的阻抗匹配問題,比如共基輸入射隨輸出等 2. 各級的退偶問題,包括高頻和低頻紋波等 3. 深度負反饋,以及防止自激振蕩和環(huán)回自激等 4. 帶通濾波氣的設計問題
答3:實在不好回答,看不到實際的設計,一切建議還是老生常談:注意EMC的三要素,注意傳導和輻射路徑,注意電源分配和地彈噪聲。150MHz是模擬信號帶寬,數(shù)字信號的上升沿多快呢?如果轉(zhuǎn)折頻率也在150MHz以下,個人認為,傳導耦合,電源平面輻射將是主要考慮的因素,先做好電源的分配,分割和去耦電路吧。80dB,增益夠高的,做好前極小信號及其參考電源和地的隔離保護,盡量降低這個部分的電源阻抗。
12、求教小功率直流永磁電機設計中EMC的方法和事項。生產(chǎn)了一款90W的直流永磁電機(110~120V,轉(zhuǎn)速2000/分鐘)EMC一直超標,生產(chǎn)后先把16槽改24槽,有做了軸絕緣,未能達標!現(xiàn)在又要設計生產(chǎn)125W的電機,如何處理?
答:直流永磁電機設計中EMC問題,主要由于電機轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生反電動勢和換相時引起的打火。具體分析,可以使用RMxpert來設計優(yōu)化電機參數(shù),Maxwell2D來仿真EMI實際輻射。
13、是否可用阻抗邊界(Impedance)方式設定?或者用類似的分層阻抗 RLC阻抗?又或者使用designer設計電路和hfss協(xié)同作業(yè)?
答:集中電阻可以用RLC邊界實現(xiàn);如果是薄膜電阻,可以用面阻抗或阻抗編輯實現(xiàn)。
14、我現(xiàn)在在對外殼有一圈金屬裝飾件的機器做靜電測試,測試中遇到:接觸放電4k時32k晶振沒問題,空氣放電8k停振的問題,如何處理?
答:有金屬的話,空氣放電和接觸放電效果差不多,建議你在金屬支架上噴絕緣漆試試。
15、我們現(xiàn)在測量PCB電磁輻射很麻煩,采用的是頻譜儀加自制的近場探頭,先不說精度的問題,光是遇到大電壓的點都很頭疼,生怕頻譜儀受損。不知能否通過仿真的方法解決。
答:首先,EMI的測試包括近場探頭和遠場的輻射測試,任何仿真工具都不可能替代實際的測試;其次,Ansoft的PCB單板噪聲和輻射仿真工具SIwave和任意三維結(jié)構(gòu)的高頻結(jié)構(gòu)仿真器HFSS分別可以仿真單板和系統(tǒng)的近場和遠場輻射,以及在有限屏蔽環(huán)境下的EMI輻射。 仿真的有效性,取決于你對自己設計的EMI問題的考慮以及相應的軟件設置。例如:單板上差模還是共模輻射,電流源還是電壓源輻射等等。就我們的一些實踐和經(jīng)驗,絕大多數(shù)的EMI問題都可以通過仿真分析解決,而且與實際測試比較,效果非常好。
16、聽說Ansoft的EMC工具一般仿真1GHz以上頻率的,我們板上頻率最高的時鐘線是主芯片到SDRAM的只有133MHz,其余大部分的頻率都是KHz級別的。我們主要用Hyperlynx做的SI/PI設計,操作比較簡單,但是現(xiàn)在整板的EMC依舊超標,影響畫面質(zhì)量。另外,你們的工具和Mentor PADS有接口嗎?
答:Ansoft的工具可以仿真從直流到幾十GHz以上頻率的信號,只是相對其它工具而言,1GHz以上的有損傳輸線模型更加精確。據(jù)我所知,HyperLynx主要是做SI和crosstalk的仿真,以及一點單根信號線的EMI輻射分析,目前還沒有PI分析的功能。影響單板的EMC的原因很多,解決信號完整性和串擾只是解決EMC的其中一方面,電源平面的噪聲,去耦策略,屏蔽方式,電流分布路徑等都會影響到EMC指標。這些都可以再ansoft的SIwave工具中,通過仿真進行考察。補充說明,ansoft的工具與Mentor PADS有接口。
17、請說明一下什么時候用分割底層來減少干擾,什么時候用地層分區(qū)來減少干擾。
答:分割底層,我還沒聽說過,什么意思?是否能舉個例子。 地層分割,主要是為了提高干擾源和被干擾體之間的隔離度,如數(shù)模之間的隔離。當然分割也會帶來諸如跨分割等信號完整性問題,利用ansoft的SIwave可以方便的檢查任意點之間的隔離度。當然提高隔離度,還有其它辦法,分層、去耦、單點連接、都是辦法,具體應用的效果可以用軟件仿真。
18、電容跨接兩個不同的電源銅箔分區(qū)用作高頻信號的回流路徑,眾所周知電容隔直流通交流,頻率越高電流越流暢,我的疑惑是現(xiàn)今接入PCB中的電平大都是經(jīng)過慮除交流的,那么如前所述電容通過的是什么呢?"交流的信號"嗎?
答1:這個問題很有點玄妙,沒見過很服人的解釋。對于交流,理想的是,電源和地“短路”,然而實際上其間的阻抗不可能真的是 0 歐。你說的電容,容量不能太大,以體現(xiàn)出“低頻一點接地,搞頻多點接地”這一原則。這大概就是該電容的存在價值。經(jīng)常遇到這樣的情況:2個各自帶有電源的部件連接后,產(chǎn)生了莫名其妙的干擾,用個瓷片電容跨在2個電源間,干擾就沒了。
答2:該電容是用來做穩(wěn)壓和EMI用的,通過的是交流信號。“現(xiàn)今接入PCB中的電平大都是經(jīng)過慮除交流的”的確如此,不過別忘了,數(shù)字電路本身就會產(chǎn)生交流信號而對電源造成干擾,當大量的開關(guān)管同時作用時,對電源造成的波動是非常大的。不過在實際中,這種電容主要是起到輔助的作用,用來提高系統(tǒng)的性能,其它地方設計的好的話,完全可以不要。
答3:交流即是變化的。對于所謂的直流電平,比如電源來說,由于布線存在阻抗,當他的負載發(fā)生變化,對電源的需求就會變化,或大或小。這種情況下,“串聯(lián)”的布線阻抗就會產(chǎn)生或大或小的壓降。于是,直流電源上就有了交流的信號。這個信號的頻率與負責變化的頻率有關(guān)。電容的作用在于,就近存儲一定的電荷能量,讓這種變化所需要的能量可以直接從電容處獲得。近似地,電容(這時可以看成電源啦)和負載之間好像就有了一條交流回路。電容起到交流回路的作用,大致就是這樣的吧……
19、公司新做了一款手機,在做3C認證時有一項輻射指標沒過,頻率為50-60M,超過了5dB,應該是充電器引起的,就加了幾個電容,其它的沒有,電容有1uF,100uF的。請問有沒有什么好的解決方案(不改充電器只更改手機電路)。在手機板的充電器的輸入端加電容能解決嗎?
答1:電容大的加大,小的改小,串個BIT,不過是電池導致的可能性不是很大。
答2:你將變頻電感的外殼進行對地短接和屏蔽試試。
20、PCB設計如何避免高頻干擾?
答:避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾,也就是所謂的串擾(Crosstalk)。可用拉大高速信號和模擬信號之間的距離,或加ground guard/shunt traces在模擬信號旁邊。還要注意數(shù)字地對模擬地的噪聲干擾。
21、PCB設計中如何解決高速布線與EMI的沖突?
答:因EMI所加的電阻電容或ferrite bead, 不能造成信號的一些電氣特性不符合規(guī)范。 所以, 最好先用安排走線和PCB疊層的技巧來解決或減少EMI的問題, 如高速信號走內(nèi)層。 最后才用電阻電容或ferrite bead的方式, 以降低對信號的傷害。
22、若干PCB組成系統(tǒng),各板之間的地線應如何連接?
答:各個PCB板子相互連接之間的信號或電源在動作時,例如A板子有電源或信號送到B板子,一定會有等量的電流從地層流回到A板子 (此為Kirchoff current law)。這地層上的電流會找阻抗最小的地方流回去。所以,在各個不管是電源或信號相互連接的接口處,分配給地層的管腳數(shù)不能太少,以降低阻抗,這樣可以降低地層上的噪聲。另外,也可以分析整個電流環(huán)路,尤其是電流較大的部分,調(diào)整地層或地線的接法,來控制電流的走法(例如,在某處制造低阻抗,讓大部分的電流從這個地方走),降低對其它較敏感信號的影響。
23、PCB設計中差分信號線中間可否加地線?
答:差分信號中間一般是不能加地線。因為差分信號的應用原理最重要的一點便是利用差分信號間相互耦合(coupling)所帶來的好處,如flux cancellation,抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線,便會破壞耦合效應。
24、適當選擇PCB與外殼接地的點的原則是什么?
答:選擇PCB與外殼接地點選擇的原則是利用chassis ground提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如,通常在高頻器件或時鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將PCB的地層與chassis ground做連接,以盡量縮小整個電流回路面積,也就減少電磁輻射。
25、在電路板尺寸固定的情況下,如果設計中需要容納更多的功能,就往往需要提高PCB的走線密度,但是這樣有可能導致走線的相互干擾增強,同時走線過細也使阻抗無法降低,請介紹在高速(>100MHz)高密度PCB設計中的技巧?
答:在設計高速高密度PCB時,串擾(crosstalk interference)確實是要特別注意的,因為它對時序(timing)與信號完整性(signal integrity)有很大的影響。以下提供幾個注意的地方:
1.控制走線特性阻抗的連續(xù)與匹配。
2.走線間距的大小。一般常看到的間距為兩倍線寬。可以透過仿真來知道走線間距對時序及信號完整性的影響,找出可容忍的最小間距。不同芯片信號的結(jié)果可能不同。
3.選擇適當?shù)亩私臃绞健?/p>
4.避免上下相鄰兩層的走線方向相同,甚至有走線正好上下重迭在一起,因為這種串擾比同層相鄰走線的情形還大。
5.利用盲埋孔(blind/buried via)來增加走線面積。但是PCB板的制作成本會增加。 在實際執(zhí)行時確實很難達到完全平行與等長,不過還是要盡量做到。
除此以外,可以預留差分端接和共模端接,以緩和對時序與信號完整性的影響。
26、PCB設計中模擬電源處的濾波經(jīng)常是用LC電路。但是為什么有時LC比RC濾波效果差?
答:LC與RC濾波效果的比較必須考慮所要濾掉的頻帶與電感值的選擇是否恰當。 因為電感的感抗(reactance)大小與電感值和頻率有關(guān)。如果電源的噪聲頻率較低,而電感值又不夠大,這時濾波效果可能不如RC。但是,使用RC濾波要付出的代價是電阻本身會耗能,效率較差,且要注意所選電阻能承受的功率。
27、PCB設計中濾波時選用電感,電容值的方法是什么?
答:電感值的選用除了考慮所想濾掉的噪聲頻率外,還要考慮瞬時電流的反應能力。如果LC的輸出端會有機會需要瞬間輸出大電流,則電感值太大會阻礙此大電流流經(jīng)此電感的速度,增加紋波噪聲(ripple noise)。 電容值則和所能容忍的紋波噪聲規(guī)范值的大小有關(guān)。紋波噪聲值要求越小,電容值會較大。而電容的ESR/ESL也會有影響。 另外,如果這LC是放在開關(guān)式電源(switching regulation power)的輸出端時,還要注意此LC所產(chǎn)生的極點零點(pole/zero)對負反饋控制(negative feedback control)回路穩(wěn)定度的影響。
聲明:本內(nèi)容為作者獨立觀點,不代表電源網(wǎng)。本網(wǎng)站原創(chuàng)內(nèi)容,如需轉(zhuǎn)載,請注明出處;本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載的內(nèi)容(文章、圖片、視頻)等資料版權(quán)歸原作者所有。如我們采用了您不宜公開的文章或圖片,未能及時和您確認,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失,請電郵聯(lián)系我們,以便迅速采取適當處理措施;歡迎投稿,郵箱∶editor@netbroad.com。
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