辐射干扰RE和辐射抗扰度RS整改【EMC_Part2_Notes】

1.在电路图设计的时候注意吸收杂波尖峰来抑制辐射干扰

2.滤波电容应该靠近芯片才能起到最好效果

滤波电路或器件,布局时要尽量靠近干扰源和敏感源,即实现源头滤波,否则,即使有滤波也不见得能起到作用!

3.减小环路面积,避免信号跨分割(实现完整参考平面)减小电磁干扰

在 PCB 批量板厂的设计环节,电源平面或地平面的分割会使平面不再完整。当信号走线时,其参考平面可能从一个电源面跨接到另一个电源面,这就是信号跨分割现象。

作为一名合格的PCB设计工程师,你一定要了解"跨分割"_pcb中什么事跨区域分割-CSDN博客

通常在信号跨分割处摆放一个0402或者0603封装的瓷片电容,电容的容值在0.01uF或者是0.1 uF,如果空间允许,可以多添加几个这样的电容;同时尽量保证信号线在缝补电容 200mil 范围内,距离越小越好;而电容两端的网络分别对应信号穿过的参考平面的网络,见下图中电容两端连接的网络,两种颜色高亮的两种不同网络:

高频信号线在表层易产生较大电磁辐射,也易受外界干扰。将其布线在电源和地线之间,利用电源和底层对电磁波的吸收,可减少辐射。

根微带线原理,当使用电源平面、地平面作为参考平面时,微带线因为信号布线与参考平面之间紧密耦合的缘故,回返电流(回流)会在参考平面上布线的直接正下方(或正上方)流动,但是,如果布线跨越平面层分割,此时信号回流会中断,并将流经不可预期的路径,此时信号环路面积增大。根据电磁场原理,环路面积越大,辐射越强,可以确认是由时钟布线跨越平面层分割导致的辐射超标。

特别是周期时钟,因为能量主要集中在离散的窄带频点,幅度很高,所以跨越分割危害更大。本案例反映的正是时钟跨越平面层分割导致的辐射超标问题,通过改板,让时钟布线参考完整地平面减小环路面积后成功化解。本案例的方法和思路启示我们,布线跨越分割引发问题的实质其实是布线参考回返电流中断而导致了信号回路失控。

4.磁环的选型与使用解决线缆抗辐射问题

变化的电压或者电流产生变化的电磁场,变化的电磁场可以在环路里面感应出电压和电流,那么电池电源线紧贴开关电源板底层布线层,空间距离很近。

应该先用频谱分析仪检测一下超标段的频率,之后找出在这段频率下的磁环的阻抗最大值的磁环:

5.敏感的信号线缆应该远离AC电源线和晶振等干扰源

主板上有25MHz品振,调整后的RS422信号线正好布置在25M晶振之上,二者产生耦合。

6.辐射问题的整改策略

辐射问题的整改在于先分析辐射超标的部分的频段,之后找出辐射超标的干扰源是在哪个地方。如果频段集中且分布均匀的话大多是时钟线的干扰;线缆是最容易受到干扰的部分,应该远离干扰源,应该在线缆与PCB的接口处听见爱pf级电容滤波装置,必要时加磁环。

知道辐射超标的频段之后用频谱分析仪+近场探头进行PCB的容易形成干扰源的地方进行探测,如晶振和电源部分,发现频段和辐射超标的频段类似,则大致判断此处是超标部分的干扰源头。

对于PCB部分,首先应该减小信号回流路径,其次应该提供完整的信号参考平面,然后应该将容易受到干扰的信号线与电源或者MOS开关等部分隔离开。其次是对于高频开关部分应该做好滤波处理,防止形成干扰磁场去干扰其他信号线。

对于机械部分,敏感信号线应该远离AC电源或者晶振等的干扰部分;其次最好使用差分双绞线外加屏蔽线缆来屏蔽差模干扰。

辐射抗扰度测试:(外界对系统的干扰)

辐射干扰测试:(系统对外的干扰)

本文是我在学习电磁兼容第二章所有章节节所学习的知识的总结与实验感悟,特别感谢作者和其他工程师对我的疑问的耐心解答!如有侵权,联系会删。

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