六、产品干扰抑制方案
1接地
1.1设备的信号接地
目的:为装置内的任意信号提供共同的基准电位。
方式:设备的信号接地系统可以是金属板。
1.2基本信号接地方式
有三种基本的信号接地方式:浮动、单点接地、多点接地。
1.2.1浮动目的:隔离电路或装置与公共地线可能引起环流的公共导线,并且浮动也有助于不同电位的电路之间的协作。缺点:容易因静电积累而产生强静电放电。权衡方式:访问泄放电阻。
1.2.2单点接地方式:线路中仅一个物理点定义为接地基准点,需要接地时全部与之连接。缺点:不适合高频。
1.2.3多点接地方式:需要接地的点直接连接到最近的接地平面以使接地线的长度最短。缺点:维护很麻烦。
1.2.4混合接地根据需要选择单点和多点接地。
1.3信号接地线的处理(连接)
接合在两个金属点之间建立低阻抗通路。
分为直接连接、间接连接方式。
无论哪种连接方式,最重要的是强调连接良好。
1.4设备的接地(接地)
设备与大地相连,以大地为参考点,目的:
1)实现设备的安全接地
2)释放箱内积蓄的电荷,避免设备内部放电。
3)提高接地设备动作的稳定性,避免设备相对于地面的电位在外部电磁环境的作用下发生变化。
1.5拉伸大地的方法和接地电阻接地棒。
1.6电气设备的接地
2屏蔽
2.1电场屏蔽
2.1.1电场屏蔽机制分布容量之间的耦合处理方法:
1)增加A、B的距离。
2)B尽量靠近地板。
3)在A、B之间插入金属屏蔽板。
2.1.2电场屏蔽设计的重点:
1)屏蔽板程序控制保护物;屏蔽板接地必须良好。
2)注意屏蔽板的形状。
3)屏蔽板良好的导体优选,不需要厚度,强度足够。
2.2磁场屏蔽
2.2.1磁场屏蔽机制
高导磁材料的低磁电阻起到磁分路的作用,大大降低了屏蔽体内的磁场。
2.2.2磁场屏蔽设计的重点
1)选择高磁导率材料。
2)增加屏蔽体的厚度。
3)不紧贴被遮蔽物屏蔽体。
4)注意结构设计。
5)对强用双层磁性屏蔽体。
2.3电磁场屏蔽机制
1)表面反射。
2)屏蔽体内部吸收。
2.2.材料对电磁屏蔽的效果
2.4实际的电磁屏蔽体
七、产品内部电磁兼容性设计
1印刷电路板设计中的电磁兼容性
1.1印刷线路板的共阻抗耦合问题从模拟数字分离,地线扩展。
1.2印刷线路板的布局
※高速腐蚀63?中速腐蚀?低速混用时,请注意不同的布局区域。
※低模拟电路与数字逻辑断开。
1.3印刷线路板配线(单面或双面板)
※专用零伏线、电源线的走线宽度ge;1mm。
※电源线和地线尽量接近,印刷板整体电源和接地为ldquo;井rdquo;为了均衡分布线电流而进行的字形分布。
※向模拟电路提供1条专用零伏线。
※为了减少线路之间的串扰,需要时会增加打印线之间的距离,担心会插入零伏线作为线间隔离。
※印刷电路的插头也多配置零伏线作为线间距。
※请特别注意电流流通中的读取环尺寸。
※通过在控制线(印刷基板上)的入口附加R-C解联,能够排除传输中可能发生的干扰因素。
※印刷电弧上的线宽不会突变,导线不要突然弯曲ge;90度。
1.4印刷线路板中使用逻辑电路相关的有益推荐事项
※不要使用不使用高速逻辑电路的东西。
※在电源和接地之间加上放大环容量。
※请注意长线传输中的波形失真。
※这是在R-S触发的工作按钮和电子线路之间的缓冲存储器。
1.4.1逻辑电路动作时导入的电源线干扰及抑制方法
1.4.2逻辑电路输出波形传输中的失真问题
1.4.3按钮操作与电子线路作业的合作问题
1.5印刷线路板的互连主要是线路间串扰,影响因素:
※直角走线
※屏蔽线
※阻抗匹配
※长线驱动
2开关电源设计中的电磁兼容性
2.1开关电源对电网传导的骚扰和抑制
骚扰源:
①非线性流动。
由于二次电路中的功率晶体管外壳和散热器之间的光活性耦合,在电源输入端产生的传导共模噪声。
抑制方法:
①将开关电压波形设为ldquo;修缮rdquo。
②在晶体管和散热器之间安装带屏蔽层的绝缘垫片。
③连接市电输入电路电源滤波器。
2.2开关电源的放射线骚扰和抑制
注意放射线骚扰和抑制
抑制方法:
①尽量减小环面积。
②印刷线路板上正负载流导体的布局。
③在二次整流电路中,软恢复二极管或二极管中并列使用聚酯膜电容器。
④将晶体管的开关波形进行ldquo;修缮rdquo。
2.3输出噪声的降低
原因是二极管的逆电流的突变和电路分布电感。由于二极管结电容等形成高频衰减振动,滤波器容量的等效串联电感减弱了滤波的作用,所以在输出改波中出现峰值干扰的解决方案是减小电感和高频容量。
3设备内部的配线
3.1线间电磁耦合现象及抑制方法
对磁场耦合:
一种用于减小干扰和感测电路的环面积的最佳方法是使用双绞线和屏蔽线。
②加大线间距(减小电感)。
③干扰源使线路和感应线路成直角的配线。
电容耦合:
①增加线间距离。
②屏蔽层接地。
③降低敏感电路的输入阻抗。
④在敏感电路中可能采用平衡电路作为输入的情况下,利用平衡电路固有的共模抑制能力干扰源克服对敏感电路的干扰。
3.2一般布线方法:
按功率分类,不同分类的导线应分别包装,分开铺设的线束间距离应为50-75mm。
4屏蔽电缆的接地
4.1通用电缆
※双绞线在小于100KHz的情况下非常有效,在高频下受到特性阻抗不均匀以及由此产生的波形反射的限制。
※带屏蔽的双绞线的信号电流在2根内引线上流动,噪声电流在屏蔽层内流动,因此消除了共阻抗的结合,任何干扰也同时被引导到2根电线上,噪声被抵消。
※非屏蔽双绞线防止静电耦合的能力较差。然而,对于防止磁场感应仍然起着很好的作用。非屏蔽双绞线的屏蔽效果与每单位长度的线拧次数成比例。
※具有比同轴电缆更均匀的特性阻抗和较低的损耗,具有从真流到甚高频的良好特性。
※无屏蔽的丝带电缆。
最好的布线方式是信号和地线之间,一些方法是一个接地,两个信号按另一个顺序类推,或者是专用的接地板。
4.2电缆屏蔽层的接地
总之,直接接地负载的方法不恰当。这是因为两端接地的屏蔽层向磁感应地环路电流提供分流,从而降低磁场屏蔽性能。
4.3电缆的连接方法
如果要求高,则向内导体提供360deg。完全包围,并使用同轴连接器保证了电场屏蔽的完整性。
五对静电防护
静电放电可以通过直接传导、电容耦合和电感耦合三种方法进入电子线路。
静电放电对直接电路经常造成电路损伤,对相邻物体的放电通过电容和电感耦合影响电路操作的稳定性。
防护方法:
①建立接地金属屏蔽外壳能够向地面释放放电电流的完全屏蔽结构。
②金属外壳的接地限制了外壳电位的上升,导致内部电路和外壳之间的放电。
③内部电路与金属壳连接时,单点接地放电电流防止内部电路的流动。
④在电缆入口添加保护设备。
⑤在印刷板入口添加保护环(环与接地端连接)。