印刷电路板PCB的电磁兼容性设计

印刷电路板PCB的电磁兼容性设计

时间：2009-09-26 2691次阅读【网友评论0条我要评论】收藏

引言

电磁兼容（EMC）指的是一个产品和其他产品共存于特定的电磁环境中，而不会引起其他产品或者自身性能下降或损坏的能力，即产品和其他产品能够“和平共处”，彼此间的电磁干扰(EMI)不会影响产品的正常工作。

引起电磁干扰的原因是多方面的，主要可归结为过高的工作频率或不合理的布局布线。在高频化趋势不可避免的情况下,一个好的PCB设计，应着重从元器件布局、时钟电路设计、电源设计、接地设计、静电防护设计等方面进行综合考虑。

整体布局布线设计

a.整体布局

整体布局是PCB设计的第一步，合理的布局不但可以增加PCB的视觉美感，还可以提高产品的电磁兼容水平，一般来说，器件的整体布局应遵循以下原则：

(1) 围绕各功能电路的核心元件进行布局，保证各元器件沿同一方向整齐、紧凑排列，易受干扰的元器件不能相邻布置，以防止信号间耦合；

(2) 处理敏感信号的元件要远离电源、大功率器件等，并且不允许敏感信号线穿过大功率器件，热敏元件应远离发热元件，温度敏感元件宜置于温度最低的区域；

(3) 加大具有高电位差元器件之间的距离，防止它们放电而引发短路,并可在无铅时代减少CAF (Conductive Anodic Filament)发生的可能性。同时，高电压元器件应尽量布设在调试时手不易触及的地方，并加以绝缘保护；

(4) 对于高频电路，推荐采用菊花链布线或星形布线，并且高速数字信号应布置在与地线相邻的信号层,并且信号线尽可能短；

(5) 一个过孔会带来约0.5pF的分布电容,因此,减少过孔数量可显著提高运行速度。

b.元器件的选择和布置

相比于分立元件,集成电路元器件具有密封性好、焊点少、失效率低的优点，应优先选用。同时，选用信号斜率较慢的器件，可降低信号所产生的高频成分,充分使用贴片元器件能缩短连线长度，降低阻抗,提高电磁兼容性。另外，应优先选用供应渠道稳定的元器件，以确保生产加工的连续进行。

元器件布置时，首先按一定的方式分组，同组的放在一起，不相容的器件要分开布置，以保证各元器件在空间上不相互干扰。另外，重量较大的元器件应采用支架固定。

c.PCB的选取和分层

印制板大小应适当，太大，成本增加；太小，散热困难，且相邻线间易串扰。推荐的PCB形状为长宽比约3：2的矩形。

在时钟频率超过5MHz或上升时间小于5ns的高频电路中，使用多层板能大幅降低PCB体积和减小电环路面积，从而有效降低电磁干扰。PCB分层时要确保信号线有相邻完整的映像回流平面，同时，为方便电源解耦，电源层应紧邻地层且在地层下面。根据以上原则，对于四层板，推荐的分层方法为：信号层、地层、电源层、信号层。六层板推荐的分层方法是信号层、地层、信号层、电源层、地层、信号层。

d.整体布线

PCB布线总的原则是先布时钟、敏感信号线，再布高速信号线，最后布一般的不重要信号线。

布线时，在总的原则前提下，还需考虑以下细节：

(1) 在多层板布线中，相邻层之间最好采用“井”字形网状结构；

(2) 减少导线弯折，避免导线宽度突变，为防止特性阻抗变化，信号线拐角处应设计成弧形或用45度折线连接；

(3) PCB板最外层导线或元器件离印制板边缘距离不小于2 mm，不但可防止特性阻抗变化，还有利于PCB装夹；

(4) 对于必须铺设大面积铜箔的器件，建议用栅格状，并且通过过孔与地层相连；

(5) 短而细的导线能有效抑制干扰，但太小的线宽会增加导线电阻，导线的最小宽度可视通过导线的最大电流而定，一般而言，对于厚度为0.05 mm，宽度为1mm 铜箔允许的电流负荷为1A。因此,1-1.5 mm的线宽完全可满足要求，对于小功率数字集成电路，选用0.2-0.5 mm线宽即可。同一PCB中，地线、电源线宽应大于信号线；

图1抗干扰保护环

(6) 为减少辐射，利用静电屏蔽原理，对于敏感元件端头可采用如图（1）所示的抗干扰保护环，并对保护环采用单点接地设计，不接地的保护环是起不到屏蔽作用的。

传输线设计

端接匹配的好坏是传输线设计能否达到最佳性能的关键。只有当电路终端负载等于特性阻抗时，传输的信号才会在远处被充分吸收，否则，部分信号将被反射回来，造成逻辑混乱或失真。

当走线终端存在集总线型负载或单一元件时，选用串联电阻源端匹配可以使阻尼振荡和反射效应达到最小。对于具有分布式负载的走线终端，选用并联电阻终端匹配，可得到几乎不失真的波形。并联端接的缺点是消耗较多的功率，因此，对于电池供电的便携式产品，应避免使用并联终端。

时钟部分设计

合理布局时钟系统是EMC设计的关键，不合理的时钟布局会导致PCB板不能稳定工作。

在设计时钟系统时，时钟晶体和相关电路应与其他电路分开并布置在PCB的中央位置，特别注意时钟发生器的位置尽量不要靠近对外的连接器。必要时在时钟晶体下铺设地层，有利于散热并可将振荡器内部产生的射频电流泄放到地平面上。时钟线和高速信号线尽量走内层，并夹在两个地平面层中间，以确保相邻完整的回流路径。对于高频时钟布线，要求尽量减小传输线长度，降低传输线效应。

电源部分设计

不合理的电源布线会产生很大的噪声,引起产品性能下降。在电源入口处的电源线和地线之间跨接一个10-100μF的电容,可有效降低噪声干扰。

a.电源去耦滤波设计

在每块集成电路芯片电源两端跨接一个0.01-0.1μF的去耦电容，能较大程度地减小噪声，并能够减少跨板间的浪涌电流。在能够达到电流补偿目的的情况下,去耦电容值越小越好,贴片电容引线电感小,应优先选用。

最有效的电源滤波方法是在交流电源的进线处安置滤波器，为避免导线相互耦合或形成环路，滤波器的输入输出线应分别从PCB板的两边引出，而且使引线尽可能短。

b.电源保护设计

电源保护设计包括过流保护、欠压报警、缓启动、过压保护等设计内容。

PCB板的电源部分也可以通过保险丝来实现过流保护，但为了避免保险丝熔断过程中影响其他模块，还应该设计输入电压保持电容。为防止意外的瞬间过压损坏器件，可以通过放电管、压敏电阻等保护器件在配电线路与地电位之间建立一个等电位，以达到过压保护的目的。

接地设计

设备的接地方式主要有浮地、单点接地和多点接地三种。其中浮地容易产生静电积累和静电放电，应慎重考虑。一般来讲，当电路工作在1MHz或更低频率范围时，单点接地是最好的选择；当电路处于10MHz以上的较高频率时，电流返回路径中的有限阻抗会导致出现不希望有的射频电流，应尽量选用多点接地。对于既有数字电路又有模拟电路的PCB,要做好分地处理.

布置地线时，地线应尽可能地粗，使它至少能通过三倍于PCB板的允许电流，以提高抗噪声性能.

如果用大面积覆铜方式铺设地线，应尽量避免死铜现象，并将同一功能电路的覆铜用粗导线连在一起，以保证地线质量，降低噪音。

由于带状电缆是非屏蔽性的，使用时最好信号线和地线一一对应，保证每一根信号线都有一个单独的接地回路，这样公共阻抗的耦合将不存在，而且导线间的串扰也将减至最小。值得注意的是无论使用何种电缆，都要求将其屏蔽层接地。

静电防护设计

静电放电的特点是高电位、低电荷、大电流和短时间,对PC设计的静电防护问题可从以下几方面进行考虑:

(1) 尽量选择抗静电等级高的元器件,抗静电能力差的敏感元件应远离静电放电源。试验证明,每千伏静电电压的击穿距离约1mm，因此，若将元器件同静电放电源保持16 mm距离，即可抵抗约16 kV的静电电压；

(2) 保证信号回流具有最短通路，有选择性的加入滤波电容和去耦电容，提高信号线的静电放电免疫能力；

(3) 采用保护器件如电压瞬态抑制二极管，对电路进行保护设计；

(4) 相关人员在接触PCB时务必带上静电手环，避免人体电荷移动而导致静电积累损伤。

信号完整性

信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。它包括串扰，衰减振荡和反射等。其中以衰减振荡最为明显。衰减振荡是由于明显的阻抗不匹配而产生的, 附加串联电阻或使用终端匹配的传输线，能极大的减小衰减振荡。

串扰是互容和互感共同作用的结果，串扰的幅度与传输线间的平行长度成正比。在高密度复杂PCB设计中，完全避免串扰是不可能的，布线时对于不可避免的平行部分，可以最大化平行走线的间隔或使走线最大可能的接近参考层，通过减少耦合来降低串扰。

结束语

电磁兼容(EMC)是一门综合性的快速发展的学科,本文对EMC设计的探讨只是概念性的。良好的PCB设计需要我们以EMC为原则,在设计初期就进行全盘考虑,并在实践中不断的总结经验。

电磁兼容原理和抑制技术(一)

???!????????? 2/2!????????? 当代以半导体工业为基础和支柱的微电子技术，它的迅速发展和应用已渗透到社会生活的各个领域，特别是通信领域近期发展之快和变化之大往往超出人们的预料。最为明显的几个特征是从全球移动卫星系统到无线局域网的出现，无线技术正向通信的各个方面渗透，Internet和www网络继续保持指数的增长势头，并产生对高速公众数据网的强烈需求。但是广泛应用上述微电子技术的设备，它的安全性、可靠性和电磁兼容性实在令人担忧，因为上述超大规模集成电路和公众数据网络的不断发展，导致了对人为或自然的过电压或过电流的冲击更加敏感到几乎成指数增长的趋势，可以说是目前人类享受高科技给人类带来的各种效益，是同人类百年来为之奋斗的电磁兼容事业密不可分。因此，联合国确定电磁污染是继环境中的空气、水质、噪声等污染之后的第四大环境污染。 本章所指的电磁兼容（Electromagnetic Compatibility——EMC）对于设备或系统的性能指标来说，应为“电磁兼容性”。但作为一门学科来说，应为“电磁兼容”。 它的确切定义按国家军用标准GJB——85《电磁干扰和电磁兼容性名词术语》为：“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统），因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。” 所以电磁兼容是研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下，各种用电设备（广义的还包括生物体）可以共存，并不致引起降级的一门科学。电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境下能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。它有以下三方面的含意。 1)电磁环境应是给定的或预期的。 2)设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范所规定的电磁骚扰发射（EMI）限值的要求电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象，它是引起电磁骚扰的原因。 3)设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性（EMS）限值或抗扰度（immu-nity）；其中电磁敏感性为在存在电磁骚扰的情况下，设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下所呈现不希望有的响应程度；抗扰度为设备、分系统或系统抗电磁骚扰的能力。 2/2/2?????? 由电磁骚扰源发射的电磁能量，经过耦合途径传输到敏感设备，这个过程称为电磁干扰效应。因此形成电磁干扰后果必须具备三个基本要素： 1)电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。 2)耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。 3)敏感设备（Victim）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。 为了实现电磁兼容，必须从上面三个基本要素出发， 电磁兼容原理和抑制技术(一) 区健昌

PCB电磁兼容性设计报告样本

PCB电磁兼容性设计报告 学科专业: 测控技术与仪器 本科生: 张亚新 学号: 1002445 班号: 232121 指导教师: 宋恒力

中国地质大学( 武汉) 自动化学院 10月24号

PCB电磁兼容性设计 摘要: 随着信息化社会的发展, 电子设备已被广泛应用于各个领域。各种电了产品趋向于小型化、智能化, 电子元器件也趋向于体积更小、速度更高、集成度更大, 这也导致了她们在其周围空间产生的电磁场点评的不断增加。由此带来的电磁兼容问题也日益严重。因此, 电磁兼容问题也就成为一个电工系统能否正常工作的关键。同样, 随着电子技术的飞速发展, 印刷电路板( PCB) 的密度越来越高, 其设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。因此, 对PCB进行电磁兼容性(EMC)设计是非常重要的, 保证PCB的电磁兼容性是整个系统设计的关键。本文就EMC的历史发展及其在未来电子信息时代中的应用进行分析, 介绍电磁干扰的产生机理和 原因, 并提出了相应抗干扰设计的措施。 关键词: 信息化; 电磁兼容( EMC) ; 电磁兼容性; PCB;

一: 引言 .......................................................................... 错误!未定义书签。二: 电磁干扰与电磁兼容概述. (4) 1、早期历史概述 (5) 2、EMC 技术是随着干扰问题的日趋严重而发展的 (6) 3、电磁干扰对电子计算机等系统设施的危害 (6) 4、EMC在军事领域的发展状况 (7) 三: 电磁兼容学科的发展历史 (5) 四: 中国EMC技术的发展状况 (8) 五: 抗干扰措施与电磁兼容性研究 (8) 1、电路板设计的一般规则 (9) 2、电路板及电路抗干扰措施 (9) 六: 电磁兼容学科发展趋势 (10) 七: 小结 (12) 参考文献 (13) 一、引言 电磁干扰是现代电路工业面正确一个主要问题, 为了克服干扰, 电路设计者不得不赶走干扰源, 或者是设法保护电路不受到干扰源的干扰, 其目的都是为了让电路按照预期的目标开工作——

电磁兼容性(EMC)仿真

设计早期对电磁兼容性(EMC)问题的考虑 随着产品复杂性和密集度的提高以及设计周期的不断缩短，在设计周期的后期解决电磁兼容性（EMC）问题变得越来越不切合实际。在较高的频率下，你通常用来计算EMC的经验法则不再适用，而且你还可能容易误用这些经验法则。结果，70%～90%的新设计都没有通过第一次EMC测试，从而使后期重设计成本很高，如果制造商延误产品发货日期，损失的销售费用就更大。为了以低得多的成本确定并解决问题，设计师应该考虑在设计过程中及早采用协作式的、基于概念分析的EMC仿真。 较高的时钟速率会加大满足电磁兼容性需求的难度。在千兆赫兹领域，机壳谐振次数增加会增强电磁辐射，使得孔径和缝隙都成了问题；专用集成电路（ASIC）散热片也会加大电磁辐射。此外，管理机构正在制定规章来保证越来越高的频率下的顺应性。再则，当工程师打算把辐射器设计到系统中时，对集成无线功能（如Wi-Fi、蓝牙、WiMax、UWB）这一趋势提出了进一步的挑战。 传统的电磁兼容设计方法 正常情况下，电气硬件设计人员和机械设计人员在考虑电磁兼容问题时各自为政，彼此之间根本不沟通或很少沟通。他们在设计期间经常使用经验法则，希望这些法则足以满足其设计的器件要求。在设计达到较高频率从而在测试中导致失败时，这些电磁兼容设计规则有不少变得陈旧过时。 在设计阶段之后，设计师制造原型并对其进行电磁兼容性测试。当设计中考虑电磁兼容性太晚时，这一过程往往会出现种种EMC问题。

对设计进行昂贵的修复通常是唯一可行的选择。当设计从系统概念设计转入具体设计再到验证阶段时，设计修改常常会增加一个数量级以上。所以，对设计作出一次修改，在概念设计阶段只耗费100美元，到了测试阶段可能要耗费几十万美元以上，更不用提对面市时间的负面影响了。 电磁兼容仿真的挑战 为了在实验室中一次通过电磁兼容性测试并保证在预算内按时交货，把电磁兼容设计作为产品生产周期不可分割的一部分是非常必要的。设计师可借助麦克斯韦（Maxwell）方程的3D解法就能达到这一目的。麦克斯韦方程是对电磁相互作用的简明数学表达。但是，电磁兼容仿真是计算电磁学的其它领域中并不常见的难题。 典型的EMC问题与机壳有关，而机壳对EMC影响要比对EMC性能十分重要的插槽、孔和缆线等要大。精确建模要求模型包含大大小小的细节。这一要求导致很大的纵横比（最大特征尺寸与最小特征尺寸之比），从而又要求用精细栅格来解析最精细的细节。压缩模型技术可使您在仿真中包含大大小小的结构，而无需过多的仿真次数。 另一个难题是你必须在一个很宽的频率范围内完成EMC的特性化。在每一采样频率下计算电磁场所需的时间可能是令人望而却步的。诸如传输线方法（TLM）等的时域方法可在时域内采用宽带激励来计算电磁场，从而能在一个仿真过程中得出整个频段的数据。空间被划分为在正交传输线交点处建模的单元。电压脉冲是在每一单元被发射和散射。你可以每隔一定的时间，根据传输线上的电压和电流计算出电场和磁场。

芯片级电磁兼容性的设计

芯片级电磁兼容性的设计 日期：2005年10月29日人气：0 查看:[大字体中字体小字体] 芯片级电磁兼容性的设计 殷和国，杨银堂，付俊兴，李雯 （西安电子科技大学微电子研究所陕西西安710071） 摘要：介绍了电磁兼容性的基本概念、原理及其在集成电路设计中的重要性，对电磁兼容性设计的基本方法作了介绍，其中着重论述了芯片级电磁兼容性的设计方法。最后给出了芯片级电磁兼容性研究中存在的问题及未来的研究重点。 关键词：集成电路；电磁兼容；设计方法；芯片 随着现代科学技术的发展，电子、电气设备及系统获得了越来越广泛的应用。然而运行中的电子、电气设备大多伴随着电磁能量的转换，对通信系统、控制系统和计算机系统为主干的电子系统（尤其在集成电路方面）产生了巨大的副面影响。这主要是因为集成电路极易受射频影响并可能会以有害的方式影响检波信号，通常会导致原设计的功能失效，并且可能会危及安全。另外，在集成电路设计中要求具有低的电磁能量辐射及高的敏感度。因此，提高集成电路的电磁兼容性已成为当今的研究重点之一。 本文介绍了一些电磁兼容性设计的基本方法，重点分析了芯片级电磁兼容性的设计方法及其应用，并讨论了芯片级电磁兼容性研究中存在的问题及未来的研究重点。 1 分析和解决电磁兼容性的一般方法 随着科学技术的发展，系统越来越复杂，使用的频谱越来越宽，根据电磁兼容性学科中多年的研究可知，分析和解决设备、子系统或系统间的电磁兼容性问题一般有3种方法，他们分别为问题解决法（ProblemSolving Approach）［1］、规范法（SpecificationApproach）［1］和系统法（Systems Approach）［1］。 1．1 问题解决法 问题解决法主要指在建立系统前并不专门考虑电磁兼容性问题，待系统建成后再设法解决

电磁兼容原理有关问题

1、什么是电磁干扰？什么是电磁干扰效应？什么是电磁干扰形成的三要素？答：（1）任何可能引起装置、设备或者系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象，有这种电磁现象引起设备、传输通道或者系统性能的下降称为电磁干扰。 （2）由干扰源发出的电磁能，经某种传播途径传输至敏感设备，敏感设备又对此表现某种形式的“响应”，并产生干扰的“效果”，这种作用过程和结果称为电磁干扰效应。 （3）电磁干扰形成的三要素：电磁干扰源，对该干扰敏感的设备，将电磁干扰源传输到敏感设备的媒介（传输通道或者耦合途径）。 2、什么是电磁兼容性？它和抗干扰有何区别？ 答：（1）电磁兼容性：设备或系统在电磁环境中能正常工作并且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。 （2）抗干扰是指设备或者系统抵抗电磁干扰的能力电磁发射控制设备和系统发射的电磁能量的控制。 3、什么是实施电磁兼容性的“问题解决法”？什么是“规范法”？什么是“系统法”？ 答：（1）“问题解决法”：先进行系统的设计和制造，出现了电磁干扰问题再逐一解决。 （2）“规范法”：按照电磁兼容的标准和规范进行系统或者设备的设计和制造。 （3）“系统法”：先对系统或者设备的设计方案进行电磁兼容性的分析和预测，并贯穿于设计、试制和制造的全过程，并不断地解决可能出现的电磁干扰问题。 4、实施电子、电气设备的电磁兼容性，通常经过哪几个步骤？ 答：（1）首先根据设备或者系统明确实施电磁兼容的技术措施：问题解决法、规范法和系统法； （2）确定该系统或设备所面临的电磁环境，例如欲屏蔽的电磁干扰源是什么，它属于哪种类型，是高阻抗电场、低阻抗磁场还是平面波等等； （3）确定最易接受干扰的电路敏感度，以明确对这个系统所采取电磁兼容措施的要求； （4）进行该设备的屏蔽体的结构设计和工艺设计。 5、电磁兼容性标准的主要内容以及特点是什么？ 答：电磁兼容标准可分为：基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准（1）基础标注：表述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备，定义了等级和性能判据，该标准不涉及具体产品。 （2）通用标准：按照设备使用环境划分的，当产品没有特定的产品类标准可以遵循是，使用通用标准来进行EMC测试。 （3）产品类标准：针对某种产品系列的EMC测试标准，往往引用基础标准，但是根据产品的特殊性提出更详尽的规定。 （4）专用产品标准：通常不单独形成电磁兼容标准，而是已专门条款包含在产品的通用技术条件中。 6、传导干扰在低频和高频传输时有何特点？处理方法有何不同？ 答：传导干扰在低频传输时干扰主要是以差模形式存在，在高频传输时主要是以共模形式存在。因此处理方法也不同，对于低频时的差模形式减少干扰的方法是：信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或者用电容或电感组成低通滤波器，对于减小高频时的共模干扰方法是在信号线或者电源线中串联共模扼流圈，

电磁兼容性原理与设计

第一章电磁兼容性原理与设计 1.电磁兼容性的基本概念 电磁兼容性是一个新概念，它是抗干扰概念的扩展和延伸。从最初的设法防止射频频段内的电磁噪声、电磁干扰，发展到防止和对抗各种电磁干扰。进一步在认识上产生了质的飞跃，把主动采取措施抑制电磁干扰贯穿于设备或系统的设计、生产和使用的整个过程中。这样才能保证电子、电气设备和系统实现电磁兼容性。 1. 1电磁兼容性的概念 A、电磁噪声与电磁干扰 电磁噪声是指不带任何信息，即与任何信号都无关的一种电磁现象。 在射频频段内的电磁噪声，称为无线电噪声。 由机电或其他人为装置产生的电磁现象，称为人为噪声。 来源于自然现象的电磁噪声，称为自然噪声。 电磁干扰则是指任何能中断、阻碍，降低或限制通信电子设备有效性能的电磁能量。 由大气无线电噪声引起的，称为天线干扰。 由银河系的电磁辐射引起的，称为宇宙干扰。 由输电线、电网以及各种电子和电气设备工作时引起的，称为工业干扰。 B、电磁兼容 电磁兼容性是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，按设计要求正常工作的能力。它是电子、电气设备或系统的一种重要的技术性能。其包括两方面的含义： ①设备或系统应具有抵抗给定电磁干扰的能力，并且有一定的安全余量。 ②设备或系统不产生超过规定限度的电磁干扰。 从电磁兼容性的观点出发，电子设备或系统可分为兼容、不兼容和临界状态三种状态：IM=Pi-Ps(dB) 式中：IM -------电磁干扰余量 Pi-------干扰电平 Ps-------敏感度门限电平 当Pi>Ps即干扰电平高于敏感度门限电平时,IM>0， 表示有潜在干扰，设备或系统处于不兼容状态 当Pi

电磁兼容设计及其应用

电磁兼容设计及其应用 摘要：以实际工程中常遇到的电磁兼容问题为背景，简要地介绍了有关电磁干扰及有关抗干扰措施方面的内容。通过对接地方法、屏蔽思想和滤波手段的详细论述和独到见解，提出了系统电磁兼容的设计思想以及解决方法，并对实际工作中常见的干扰、滤波及接地等电磁兼容现象给出相应分析与解决建议。 关键词：电磁兼容；抗干扰措施；滤波手段；屏蔽；接地方法 0 引言 电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。在当今信息社会，随着电子技术、计算机技术的发展，一个系统中采用的电气及电子设备数量大大增加，而且电子设备的频带日益加宽，功率逐渐增大，灵敏度提高，联接各种设备的电缆网络也越来越复杂，因此，电磁兼容问题日显重要。 1 基本概念和术语 1．1 电磁兼容性定义 所谓电磁兼容性(EMC)是指电子线路、系统相互不影响，在电磁方面相互兼容的状态。IEEE C63．12-1987规定的电磁兼容性是指“一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰”。 1．2 电磁干扰三要素 一个系统或系统内某一线路受电磁干扰程度可以表示为如下关系式： 式中：G为噪声源强度；C为噪声通过某种途径传到受干扰处的耦合因素；I为受干扰设备的敏感程度。 G，C，I这三者构成电磁干扰三要素。电磁干扰抑制技术就是围绕这三要素所采取的各种措施，归纳起来就是：抑制电磁干扰源。切断电磁干扰耦合途径；降低电磁敏感装置的敏感性。 1．3 地线的阻抗与地环流 1．3．1 地线的阻抗 电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗，而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗，这个阻抗主要是由导线的电感引起的。如果将10 Hz时的阻抗近似认为是直流电阻，当频率达到10 MHz时，它的阻抗是直流电阻的1 000～100 000倍。因此对于射频电流，当电流流过地线时，电压降是很大的。为了减小交流阻抗，一个有效的办法是多根导线并联，以减少和地线之间的电感。当两根导线并联时，其总电感L为： 式中：L1是单根导线的电感；M是两根导线之间的互感。 1．3．2 地环流 由于地线阻抗的存在，当电流流过地线时，就会在地线上产生电压。这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的，因此成为地环路干扰，如图1所示。

PCB的电磁兼容性设计

PCB的电磁兼容性设计 印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件．它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电于技术的飞速发展，PGB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大．因此，在进行PCB设计时．必须遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。要使电子电路获得最佳性能，元器件的布且及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB．应遵循以下一般原则： 布局 首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后．再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根据电路的功能单元．对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则： 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上．尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观．而且装焊容易．易于批量生产。位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3：2成4：3。电路板面尺寸大于200x150mm时．应考虑电路板所受的机械强度。 布线 布线的原则如下： 输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。印制摄导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为 0.05mm、宽度为1 ~ 15mm 时．通过2A的电流，温度不会高于3℃，因此．导线宽度为 1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线．尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5~8mm。印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则．长时间受热时，易发生胀和脱落现?。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状．这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。印刷线路板的布线要注意以下问题：专用零伏线，电源线的走线宽度≥1mm；电源线和地线尽可能靠近，整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布，以便使分布线电流达到均衡；要为模拟电路专门提供一根零伏线；为减少线间串扰，必要时可增加印刷线条间距离，在意；

电磁兼容(EMC)设计原理和整改流程

电磁兼容设计和整改流程 随着中国参与国际经济贸易活动的深入，产品认证成了生产厂家产品推向市场的瓶颈，其中尤其电子产品的电磁兼容认证成为整个产品认证的拦路虎，往往在认证的最后阶段才发现要解决电磁兼容问题不得不对原设计的电路和结构重新修改，临时的修改还往往使产品的性能和可靠性降低。电磁兼容的测试只是评估产品电磁兼容设计的水平，测试本身并不能改变产品的电磁兼容，电磁兼容是设计出来的、生产出来的，只有生产厂家的产品电磁兼容设计水平提高了，产品电磁兼容的质量才能提高，产品设计的可靠性才能有保障。本文详细剖析产品设计和电磁兼容整改的过程，并详细说明每个设计和整改过程中怎样运用电磁兼容的测试手段发现问题、选择最佳的解决方案。 电磁兼容控制所运用的方法和程序在产品研制不同阶段是不同的，方案、设计、开发／样机、生产、测试／认证和运行，各阶段均为实施电磁兼容工程提供了一定的机会。实施电磁兼容是一项极其复杂的任务，如右图所示在研制开发电视、音响等电子产品时，应在尽可能早的阶段上注意保证它们的电磁兼容性。随着电视、音响等电子产品研制开发工作的完成，可以利用的抑制干扰和抗干扰措施的数目减少，而其成本反而增加。方案阶段是提供最佳费效比的机会，而生产阶段提供的可能性通常最少，据国外资料介绍，在产品的研制开发阶段及时采取措施可以避免（80~90）％的与干扰影响有联系的、潜在可能的困难。相反，在较晚的阶段上采用解决方法，结果表明将更加复杂，需要追加工作量和增加原材料的消耗，增加研制周期，有时甚至根本不可能解决。有效的电磁兼容控制常常是比较困难的，因为电磁干扰方位与耦合途径的大量可能组合涉及到许多变量，敏感电路的抗扰度与电路参数的设计有关，电路参数必须保证的灵敏度往往使提高抗扰度受到一定限制。由于电磁兼容情况的固有复杂性，若要及时地、有效地和高费效比的解决电磁兼容问题，有条理的方法和程序就是相当的重要了。 针对电磁兼容设计的这种特点，我们提出了从产品的设计阶段就要开始分步的进行电磁兼容的设计和整改，把最终的设计目标大事化小，如下图所示，在产品开发的各个阶段适时进行电磁兼容性能的评估和改进，不断地把电磁兼容的整改措施溶入到产品的电路和结构设计中，这样整个产品的开发周期不会有太大的非预期时间延迟，产品的设计不会有太多的非预期成本增加，生产工艺不会有临时的增加，产品的可靠性和性能也不会受到损害。 产品开发一般分为设计概念阶段，设计阶段，样机制作阶段，设计评审阶段和委托检验阶段，分阶段地控制把各阶段的电磁兼容设计和整改溶入到整机的设计方案之中，电磁兼容设计和整改各阶段的工作任务和可以采取的电磁兼容措施如下： 1) 电磁兼容认证要求咨询 首先要明确产品电磁兼容设计的目标，针对产品销售的目标市场，了解目标市场对该产品电磁兼容要求的执行标准，相应需要测试的内容，做出一个电磁兼容性能指标一览表，每个指标都对产品各部分电路和结构提出了相应的要求，由此也就清楚了解了产品应该具备的电磁兼容性能和设计要求。 2) 产品设计布局评估 在考虑各部分电路的总体布局时，尤其注意电源线出口的位置，如果客户没有特殊的位置要求，就主要考虑电路输出的顺序和尽量使电源滤波电路和机内高频发射部分电路或器件之间的空间距离最大，经过电源滤波电路之后留在机内的电源线最短。其次在电源公共地和其它功能模块电路之间布置一条较宽的公共地线。电路板排版时应该使各种功能集成块与其输入输出负载的路径最短，特别是传输脉冲数据信号的导线。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。非常遗憾的是我们大部分的生产企业由于开发周期越来越短的压力，都把这个阶段的时间压缩的很短，无法做比较全面细致的检查和评审工作，导致到了产品认证的最后阶段才发现元件布局和排版的缺陷，不得不投入大量的人力和物力来整改，造成欲速而不达的局面。如果要避免这种被动的局面发生，开发方可以在产品设计定型之前委托专业的电磁兼容技术服务机构做一个设计评估，一般来说专业的电磁兼容技术服务机构能够根据开发方提供的设计方案，分析原理框图、电路图、现有的外观结构要求，提出符合电磁兼容原理的内部电路结构布局、电路板布局、外壳接地等要求。通过了解各单元电路的工作流程，关键元器件的电磁兼容特性，分析预测各单元电路的电

电磁兼容原理与设计

电磁兼容原理与设计 招生对象 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生【报名邮箱】martin#https://www.wendangku.net/doc/553563996.html, （请将#换成@） 课程内容 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 课程大纲： 第一章电子系统电磁兼容设计目的与方法 1.1电子系统电磁干扰与电磁兼容EMI/EMC 1.2电子系统EMC标准与规范 1.3电子系统电磁兼容的重要性，实例分析 1.4电子系统有源器件的选型和电磁干扰发射的抑制 1.5共模(CM)干扰和差模(DM)干扰 第二章电子系统接地设计 2.1电子系统接地分类 2.2电子系统参考接地 2.3接地方式－实例分析 第三章电子系统屏蔽设计 3.1辐射耦合与传导耦合 3.2屏蔽效能的概念 3.3屏蔽分类 3.4静电屏蔽与电磁屏蔽 3.5磁场屏蔽 3.6实际屏蔽体的问题－实例分析 第四章电子系统滤波设计 4.1低通滤波器 4.2高通滤波器

4.3 瞬态干扰抑制器 第五章电磁兼容测试技术 5.1 测试标准 5.2 测试场地及测试环境、测试设备 5.3 电磁兼容测试举例分析 第六章主板设计及排查技术 6.1印制电路板概述 6.2 PCB布线及布局基本原则 6.3 高速电子线路的信号完整性设计 6.4 排查实例分析 讲师介绍 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 张老师，博士学位。通信与微波工程研究室主任。国家自然科学基金、北京市自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目同行评议专家，教育部学位与研究生教育发展中心评议专家，中国电子学会DSP应用专家委员会委员，中国工业和信息化部科技人才库专家，北京市科学技术奖励评审专家，北京电子电器协会电磁兼容分会委员，中华医学预防会自由基委员会委员，中国电子学会高级会员，通信学会电磁兼容分会委员，IET高级会员，北京邮电大学育人标兵。IEEE Transaction on Communications、Journal of Electromagnetic Waves and Applications、通信学报等刊物特约评审专家。 从事电磁兼容、先进信息获取与处理、认知无线电、生物电子等领域的教学和研究工作。发展出电磁环境与信息安全、射频与微波工程、信号处理与模式识别等新的研究方向。在国内外重要刊物发表论文180余篇，其中SCI、EI检索100余篇。主持电磁兼容与信息安全、无线通信中的信号处理与模式识别、超宽带通信、基于嵌入式的认知无线电演示平台、电磁兼容数据库开发等20余项国家及省部级项目。获得优秀期刊论文奖4项、优秀论文指导教师奖4项，教学成果奖2项，北邮有突出贡献指导教师奖1项，申请专利5项，主编著作2部，参编标准1部。 博士招生专业：电子科学与技术 研究方向：电磁兼容、先进信息获取与处理、宽带通信与网络技术； 硕士招生专业：生物医学工程、电子与通信工程；研究方向：先进信息获取与处理； ************************************************** 【温馨提示】：本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务，培训内容可根据客户的需要灵活设计，企业内部培训人数不受限制，培训时间由企业灵活制定。顾问服务由中国电子标准协会顶尖顾问服务团队组成，由专人全程跟进，签约型绩效考核顾问服务效果，

电磁兼容EMC设计指南

EDP电磁兼容设计平台专注EMC解决方案，规范EMC设计流程； 打造智能化的EMC设计平台。 1、企业面临的EMC设计应用现状 ?投入成本高，解决问题周期长；为解决产品EMC问题，不断进行测试验证， 反复的进行改版设计。 ?企业设计人员EMC知识储备不全面；解决EMC问题往往靠设计人员过去的 工作经验。 ?EMC设计流程不规范，EMC设计没有参透于电子产品开发过程各个阶段（总 体方案阶段、设计阶段、开发阶段、测试阶段、认证阶段等）。 ?公司技术文献和多年积累的产品开发经验不能良好的共享、消化，没有一个 系统将公司无形的技术经验转化为有形的产品开发技术要求。 2、企业面临的EMC问题 ?激烈的产品竞争要求企业开发的产品有更高的品质。 ?快速的市场变化要求企业有更高的产品开发效率。 ?高规格的EMC认证和EMC设计技术要求企业有更高的产品开发能力。 ?规范化的企业文化要求有更高效的产品开发流程。 3、EDP电磁兼容设计平台优势 ?赛盛技术多位专家10多年的经验融合荟萃； ?赛盛技术多项产品电磁兼容设计专利技术； ?智能化标准化项目管理设计平台 ?几十种典型接口电磁兼容解决方案； ?上百种PCB层叠电磁兼容设计方案； ?完整的电磁兼容布线设计规则； ?完整的结构屏蔽电磁兼容设计方案； ?多行业电缆与连接器电磁兼容解决方案； ?多行业、近百个产品实际电磁兼容设计验证与经验总结;

4、EMC设计平台介绍 利用计算机技术，整合人工智能、数据库、互联网等开发手段，对于现有的电磁兼容技术资源（包括各种设计规则，解决方案等）以及企业产品研发积累的技术检验等进行全面的管理和应用，实现现阶段对于企业电磁兼容的研发流程规范化和研发工程师电磁兼容设计的技术支持和辅助开发；未来电磁兼容专家系统一提供智能化技术支持（包括产品开发电磁兼容风险评估功能，自动检查和纠正电磁兼容设计功能、产品设计系统仿真和功能电路仿真等）为主要目标和发展方向。 电磁兼容设计平台：主要包括PCB设计、原理图设计、结构设计、电缆设计等四部分组成；系统依据用户设计要求和EMC设计要素，智能化输出相应的产品PCB设计方案、产品原理图设计方案、产品结构设计方案、产品电缆设计方案，然后用户依据产品信息保存方案（方案为标准技术设计模板，内容依据设计内容自动生成格式化的文件）。 使用电磁兼容设计(EDP)软件,会让我们很轻松的完成这些复杂困难的工作，用户输入产品产品设计的相关要素，软件就能够智能化输出产品EMC设计方案。 不管企业之前是否有电磁兼容设计经验？是否有电磁兼容设计规范？是否有电磁兼容标准化设计流程？是否有电磁兼容技术专家？企业在应用EDP软件后,EDP软件能够快速帮助企业解决以下方面问题： 1、快速提升企业产品电磁兼容性能：系统一旦使用上就能够快速地指导企业产品进行电磁兼容有效的设计工作，迅速提升企业产品的电磁兼容性能； 2、能够解决企业多型号产品同时开发，技术专家资源不够使用的情况：智能化的软件可以同时多款多个型号产品，不用设计阶段并行进行开发；能够在很短的时间内给出相应的设计方案，结合产品设计要求指导设计人员进行设计，不耽误产品由于专家资源不足而造成正常设计进度延误； 3、提高产品研发人员EMC技术设计水平：由于有规范化、标准化的方案输出，设计人员在进行新产品开发的时候，能够参考、学习标准化的技术方案；提升自身EMC设计知识水平，减少后期类似设计问题； EDP软件在手,EMC设计得心应手!

2018电磁兼容原理及应用习题

电磁兼容习题及答案 习题一 1.1干扰源：微波炉，宇宙射线，雷电，雷达，整流式电动机； 敏感设备：印刷电路版，晶体管电视，人体， 既是干扰源又是敏感设备：手机，雷达探测系统， 1.2电磁危害：太阳黑子爆发产生大量电磁辐射，造成地球上大部分通讯受到影响。 1.3电磁骚扰：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象 电磁干扰：电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降； 电磁骚扰是一种现象，只是可能造成影响，而电磁干扰是已经造成了影响和损害，是一种后果。 1.4质检总局第5号令《强制性产品认证管理规定》做了一系列严格规定，认证标志的名称为“中国强制认证”（china compulsory certification）,缩写为CCC，简称3C。根据认证委的规定，强制性产品认证新制度自2002年5月1日起实施。 1.5 EME：electromagnetic environment电磁环境； EMI：electromagnetic interference电磁干扰； EMS：electromagnetic susceptibility电磁抗干扰； EMC：electromagnetic compatibility电磁兼容。 1.6电磁兼容三要素：干扰源、干扰耦合途径、敏感设备。 电磁干扰源：分为自然干扰源和人为干扰源。P8 图1-1 电磁耦合途径：空间辐射和导线传导；两者距离＞波长：干扰以电磁波的形式传播，需要研究干扰电波的传播特性；两者距离＜波长：干扰的耦合可看成近场感应，即电场（电容）耦合或磁场（电感）耦合。 1.7采用屏蔽、滤波、接地三项最基本的干扰抑制技术； 屏蔽：切断通过空间辐射的干扰的传输途径，根据其性质可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。 滤波：抑制沿导线传输的传导干扰，主要讨论抗共模干扰、差模干扰和浪涌的滤波电路和装置的设计； 接地：提供设备的安全保护地，还提供了设备运行所必需的信号参考地。接地的方式有单点、多点、混合接地和浮地。 1.8电磁兼容学科研究内容： 1．干扰源的研究； 2．耦合途径的研究； 3．敏感设备的研究； 4．电磁兼容性控制技术； 5．测量的研究； 6．标准的研究； 7．电磁兼容性分析、预测和电磁兼容性设计。 习题五 （1）其中把相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间存在的EMI信号称为共模干扰信号，共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等，相位相同的噪音信号。把L与N之间存在的干扰信号称作差模干扰信号，也可把它视为在L和N线上有180度相位差的共模干扰信号。（2）抑制原理：Ll和只Cy，L2和另一只Cy，分别构成L-E和N—E两对独立端口的低通滤

2021年电磁兼容与结构设计

xxxx大学硕士生课程论文 欧阳光明（2021.03.07） 电磁兼容与结构设计 电磁兼容概述 （2014—2015学年上学期） 姓名： 学号： 所在单位： 专业：

摘要 随着用电设备的增加，空间电磁能量逐年增加，人类生存环境具有浓厚的电磁环境内涵。在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁干扰，使各种设备正常运转，是一个亟待解决的问题；另外，恶略的电磁环境还会对人类及生态产生不良影响。电磁兼容正是为解决这类问题而迅速发展起来的学科。可以说电磁兼容是人类社会文明发展产生的无法避免的“副产品”。 电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，又互不干扰，达到兼容状态。电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，其理论基础涉及数学、电磁场理论、电路基础、信号分析等学科与技术，其应用范围几乎涉及到所有用电领域。 关键字：电磁兼容、电磁发射、传导耦合、辐射耦合、静电放电 1 引言 信息技术已经成为这个时代的主题，而信息时代的最突出特征，就是将电磁作为记录和传递信息的主要载体，人们对于电磁的利用无处不在。电磁日益渗入到金融、通信、电力、广播电视等事关国家安全的各个重要领域和社会生活的各个角落，电磁已经成为了信息时代中将经济、军事等各方面各部门联成一体的纽带，它与每个人工作和生活息息相关。电磁空间对国家利益的实现具有越来越深刻的影响，经济社会发展、军队建设和作战对电磁空间的依赖程度日益提高[1]。 当前人类的生存环境已具有浓厚的电磁环境内涵。一方面，电力网络、用电设备及系统产生的电磁骚扰越来越严重，设备所处电磁环境越来越复杂；另一方面，先进的电子设备的抗干扰能力越来越弱，同时电气及电子系统也越来越复杂。在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁干扰，使各种设备正常运行，是一个亟待解决的问题。另外，恶略的电磁环境还会对人类及生态产生不良影响。对于生产厂家而言，只有出场设备具有一定的电磁兼容性并且适应目前这一复杂的电磁环境，才能使自己的产品更具有竞争力。而对于国家安全而言，构筑电磁空间安全防御体系，已成为各国和军队建设的重要内容，随着社会信息化

电磁兼容原理及应用试题及答案

电磁兼容原理及应用试题及答案 、填空题（每空 0.5分，共20 分） 构成电磁干扰的三要素是【干扰源】 、【传输通道】和【接收器】 磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】 。 电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。 准。 电容性干扰的干扰量是【变化的电场】；电感性干扰在干扰源和接受体之间存在 【交连的磁通】； 电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。 场】主要是干扰源的感应场，而【远区场】呈现出辐射场特性。 随着频率的【增加】，孔隙的泄漏越来越严重。因此，金属网对【微波或超高频】频段不具备 屏蔽效能。 静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】 电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。 氧体】材料所组成的。 【20lg （U2/U1）】分贝。 多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。 电子设备的信号接地方式有【单点接地】 、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。其中, 若设备工作频率高于 10MHz 应采用【多点接地】方式。 二、简答题（每题 5分，共20 分） 1 .电磁兼容的基本概念? 答：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态，即要求在 同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁 ;如果按照传输途径划分，电 2. 3. 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】 【屏蔽】和【接地】。 4. 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【 CCC 标志、欧洲的【CE 标志和美国的【FCC 5. 志。 IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz 】 和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标 6. 7. 辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分, 【近区 8. 9. 电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、 【交叉调制】和【直接混频】 10. 11. 12. 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】 ，其中一种是由有耗元件如【铁 13. 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压, 则插入损耗可定义为 14. 15.

印制电路板PCB的电磁兼容设计

线路板（PCB ）级的电磁兼容设计 1．引言 印制线路板（PCB ）是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，它是各种电子设备最基本的组成部分，它的性能直接关系到电子设备质量的好坏。随着信息化社会的发展，各种电子产品经常在一起工作，它们之间的干扰越来越严重，所以，电磁兼容问题也就成为一个电子系统能否正常工作的关键。同样，随着电于技术的发展，PCB 的密度越来越高，PCB 设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。要使电子电路获得最佳性能，除了元器件的选择和电路设计之外，良好的PCB 布线在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。 既然PCB 是系统的固有成分，在PCB 布线中增强电磁兼容性不会给产品的最终完成带来附加费用。但是，在印制线路板设计中，产品设计师往往只注重提高密度，减小占用空间，制作简单，或追求美观，布局均匀，忽视了线路布局对电磁兼容性的影响，使大量的信号辐射到空间形成骚扰。一个拙劣的PCB 布线能导致更多的电磁兼容问题，而不是消除这些问题。在很多例子中，就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题。到最后，不得不对整个板子重新布线。因此，在开始时养成良好的PCB 布线习惯是最省钱的办法。 有一点需要注意，PCB 布线没有严格的规定，也没有能覆盖所有PCB 布线的专门的规则。大多数PCB 布线受限于线路板的大小和覆铜板的层数。一些布线技术可以应用于一种电路，却不能用于另外一种，这便主要依赖于布线工程师的经验。然而还是有一些普遍的规则存在，下面将对其进行探讨。 为了设计质量好、造价低的PCB ，应遵循以下一般原则： 2．PCB 上元器件布局 首先，要考虑PCB 尺寸 大小。PCB 尺寸过大时，印 制线条长，阻抗增加，抗噪 声能力下降，成本也增加； 过小，则散热不好，且邻近 线条易受干扰。在确定PCB 尺寸后．再确定特殊元件的 位置。最后，根据电路的功 能单元，对电路的全部元器 件进行布局。 电子设备中数字电路、模拟电路以及电源电路的元件布局和布线其特点各不相同，它们产生的干扰以及抑制干扰的方法不相同。此外高频、低频电路由于频率不同，其干扰以及抑制干扰的方法也不相同。所以在元件布局时，应该将数字电路、模拟电路以及电源电路分别放置，将高频电路与低频电路分开。有条件的应使之各自隔离或单独做成一块电路板。此外，布局中还应特别注意强、弱信号的器件分布及信号传输方向途径等问题。 在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时，应按照图1－①的方式排列元器件。 在元器件布置方面与其它逻辑电路一样，应把相互有关的器件尽量放得靠近些，这样可以获得较好的抗噪声效果。元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题。原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上，要把模拟信号部分，高速数字电路部分，噪声源部分（如继电器，大电流开关等）这三部分合理地分开，使相互间的信号耦合为最小。如图1－②所示。 时钟发生器、晶振和CPU 的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。如有可能，应另做电路板，这一点十分重要。 2.1 在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则： (1) 尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。 (2) 某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 (3) 重量超过15g 的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。 (4) 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。 图1：印制板元器件布置图