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emi抗干扰电路 EMI电磁干扰

时间:2022-04-29 09:31:19 来源:PCBA 点击:0

emi抗干扰电路 EMI电磁干扰

PCB对于在块中发生的EMI干扰问题,EMI能够使用改善对策元件重点改善。

消费者对电子产品的性能要求不断提高,但电子部件的性能大幅上升,在发展高性能便携式行动装置之前,开发者最头疼的是在系统上配置高速中央处理器、GPURF无线传输元件的方法没有互相由于电磁干扰的问题产品不能验证的事。

当系统开发者针对开发要求开始选择应用时,SoC、GPU、无线传输、无线充电等应用倾向于寻找性能更高、更高速的解决方案,同时将这些应用塞进设备外壳中如果没有对电磁波改善对策进行设计,则完成的产品必须通过电磁干扰(Electro Magnetic Interference,EMI)产品来验证水平,也有产品不能发货的可能性。

在射频、核心处理器、高速记忆体等高频元件块中,可以使用金属屏蔽方式来改善产品EMI的影响问题。

PCB的配线设计需要注意配线信号特性,避免在产品完成设计时EMI必须进行问题的改善。

PCB布线的设计方式需要根据电源、高频线路的组合设计经验进行调整,削减开发期间的EMI问题的接通成本。

一般来说,电子产品在开发过程中,不能重视EMI问题的对策和改善,通常,在后阶段进行批量生产后发现EMI问题必须改善,这时再进行设计讨论、测试、改善对策元件的追加/试作如果在开案初期同时考虑设计改善方案消耗成本会比设计改善方案高,设计方案的时限一步一步接近的话,在时间的压力下EMI问题必须做出PCB设计某部分的妥协,就不会再吃亏。

利用局部金属屏蔽的重点EMI问题的解决

从模块化元件使用金属屏蔽方式进行高频?除了降低由高速元件引起的电磁干扰噪讯以外,还产生电子波干扰的另一重要源是PCB电路板自身,系统开发者预先进行在开发开始初期产生各种抑制电磁干扰源的设计问题,被动元件必须组合辅助设计措施来改善产品的电磁干扰问题。在电子系统中,除了有可能在键元件的高频动作下发生电磁干扰问题之外,另一个大的电磁干扰问题的源是印刷电路板自身的设计不良,有电磁波干扰问题恶化的倾向。所开发的产品必须选择合适的设计形式以减少可能发生的电磁干扰对不同设计要求的影响。

通常PCB设计工作是依靠系统设计者多年积累的开发经验,还是利用精密的验证模型系统,在进行产品开发之前首先用外壳框架结构、载体板、元件特性、电源配置等参数,首先进行软参数模拟分析在投入研究开发资源之前,先初步确认电磁干扰问题可能的影响状态,再将细节的外形、机构、电路或元件的重构方式尽量控制在最小限度。

在设计过程中思考EMI设计对策

一般来说,电子产品通常会同步进行初步的验证设计,即电磁干扰验证工作,但这种情况下的设计方案在外形和机构方面仍然具有相当大的设计修正弹性,如果验证设计测得的电磁干扰问题相当严重,可以重新配置零组件或者应选择部分机构或防护材料的安装改进。

但是,在电磁干扰问题的影响中,元件再配置的改善幅度有限,或者PCB板本身太小而完全没有重新配置按键元件的空间的情况下,如果是能够改善电磁波干扰问题的设计方针,则需要将重点放在不同的设计技术和电磁波抑制对策元件上的设计改善。许多设计方案降低了后期验证,可能导致难以修正电磁干扰问题的问题,或者为了减少修正电磁干扰问题的附加成本,在每个开发阶段增加了降低电磁干扰的线路设计的考虑整体电路设计能够降低电磁干扰问题是适当的。

以当前最受欢迎的智能行动装置为例,在一般的设计条件下,核心处理器CPU,绘图处理器,GPU,记忆体,DDR SDRAM,大多选择存储卡的存储。。高频元件以处理器绘图处理器、记忆体为主,现在在行动装置处理器外部的脉通常超过1GHz。最大限度地降低了电磁干扰的影响。

改善EMI使用干涉对策元件缓和设计产品EMI的影响

但是,要组合金属屏蔽设计,需要组合PCB印刷电路板的接地配线,高频元件周边留有金属屏蔽可利用的固定焊接点,焊接点除了直接屏蔽效果外,还必须同时达成屏蔽接地设计,有效地抑制高频电磁干扰问题。最大的EMI在解决了问题干扰源后,对于PCB自身的干扰问题改善,可以组合对策性的电磁干扰改善元件进行EMI问题强化改善设计。

例如,对于CPU线路所需的时脉电路,能够追加防止电磁干扰用的滤波电路,根据高频数据传输运转状态的GPU高频I/O,能够追加设定共模扼流线圈(Common mode Choke Coil),选择几个键IC,对该电源线路旁路容量BypassCondenser)或者也可以设定组合Ferrite Beads(FB)元件设计。

另一方面,共模扼流线圈元件通常在主机板或接口卡上相当一般,共模扼流线圈主要对EMI问题进行滤波改善,特别是对可能在高速信号线中产生的电磁波的外部辐射的抑制效果特别好,信号线的输入干扰信号、或者,也可以用于消除各种环境噪讯/外壳内噪讯的干扰问题。共模扼流线圈共模电感也被称为共模线圈,特别是在开关电源设计方案中相当一般,现在有面向小型电路设计的贴片型元件。

针对高频线路块的重点EMI对策元件的设置

另一方面,在Ferrite Beads(磁性珠)元件中,磁珠本身具有高电阻率、磁导率,与电阻和电感的串连特性相等,但Ferrite Beads实际的电阻、电感值随着频率而变化,Ferrite Beads具有比一般的电感更高的高频滤波器特性。Ferrite Beads自身的材料是铁氧体的立方晶格的铁磁材料,铁氧体材料也可以是铁镍合金或铁镁合金。该材料的高频损耗相当大,磁导率高,对于电磁干扰的重点防除设计很有用。

铁氧体材料特性也可以用于电路基板的EMI问题改善,一般来说,在低频带中Ferrite Beads的阻抗表现为电感的阻抗,低频状态的电阻值相当低,磁芯自身的磁导率高,电感量大电磁干扰受到电感反应的影响。在高频使用段中,Ferrite Beads的阻抗通过电阻特性表现,随着外部频率的上升,磁芯的磁导率降低,由此Ferrite Beads的电感量减少,此时磁芯损失增加(电阻增加),高频信号因铁氧体电磁干扰而反被吸收转换成热能形式并成为逸散能。

Ferrite Beads铁氧体的抑制元件可以广泛用于PCB印制电路板数据线、电源线,例如PCB电路板通过在电源线入口端施加Ferrite Beads铁氧体抑制元件,能够有效地滤波块电路的高频干扰,另外铁氧体磁环,磁珠在抑制信号线、电源线的高频干扰/突波干扰的同时可以具有吸收静电放电脉冲的能力。

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