
相信有經驗的開發者都知道,如果在電路板中開始添加針對EMI有效的控制,便能夠在之后檢測環節省去非常多的EMI測試時間和成本,并且能達到非常好的效果。本文就將從電源系統、接地、串接阻尼電阻、屏蔽等方面來對電路板中的EMI控制進行介紹。
電源系統設計
設計低阻抗電源系統,確保在低于fknee頻率范圍內的電源分配系統的阻抗低于目標阻抗。
使用濾波器,控制傳導干擾。
電源去耦。在EMI設計中,提供合理的去耦電容,能使芯片可靠工作,并降低電源中的高頻噪聲,減少EMI。由于導線電感及其它寄生參數的影響,電源及其供電導線響應速度慢,從而會使高速電路中驅動器所需要的瞬時電流不足。合理地設計旁路或去耦電容以及電源層的分布電容,能在電源響應之前,利用電容的儲能作用迅速為器件提供電流。正確的電容去耦可以提供一個低阻抗電源路徑,這是降低共模EMI的關鍵。
接地
接地設計是減少整板EMI的關鍵。
確定采用單點接地、多點接地或者混合接地方式。
數字地、模擬地、噪聲地要分開,并確定一個合適的公共接地點。
雙面板設計若無地線層,則合理設計地線網格很重要,應保證地線寬度>電源線寬度>信號線寬度。也可采用大面積鋪地的方式,但要注意在同一層上的大面積地的連貫性要好。
對于多層板設計,應確保有地平面層,減小共地阻抗。
串接阻尼電阻
在電路時序要求允許的前提下,抑制干擾源的基本技術是在關鍵信號輸出端串入小阻值的電阻,通常采用22~33Ω的電阻。這些輸出端串聯小電阻能減慢上升/下降時間并能使過沖及下沖信號變得較平滑,從而減小輸出波形的高頻諧波幅度,達到有效地抑制EMI的目的。
屏蔽
關鍵器件可以使用EMI屏蔽材料或屏蔽網。
對關鍵信號的屏蔽,可以設計成帶狀線或在關鍵信號的兩側以地線相隔離。
擴頻
擴展頻譜(擴頻)的方法是一種新的降低EMI的有效方法。擴展頻譜是將信號進行調制,把信號能量擴展到一個比較寬的頻率范圍上。實際上,該方法是對時鐘信號的一種受控的調制,這種方法不會明顯增加時鐘信號的抖動。實際應用證明擴展頻譜技術是有效的,可以將輻射降低7到20dB。
EMI分析與測試
完成PCB布線后,可以利用EMI仿真軟件及專家系統進行仿真分析,模擬EMC/EMI環境,以評估產品是否滿足相關電磁兼容標準要求。
掃描測試
在使用電磁輻射掃描儀進行掃描之后,能夠發現在對上電后的機盤進行掃描時能夠得出如圖1中顯示的磁場分布圖(紅色、綠色、青白色區域表示電磁輻射能量由低到高),而后再根據這一結果對測試結果進行改進,使其適合針對EMI的控制。
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