第九章嵌入式系统的电磁兼容设计.pptVIP

嵌入式系统设计原理及应用 嵌入式系统的电磁兼容设计 第九章 电磁兼容设计 本章要了解的几个问题 9.1 电磁干扰(EMI) EMI的分类 工频干扰(50Hz) 甚低频干扰(30kHz以下) 载波频段干扰（10~300kHz） 射频、视频干扰(300kHz~300MHz) 微波干扰(300MHz~300GHz) 雷电及核电磁脉冲干扰 9.1 电磁干扰(EMI) EMI的传播途径 9.1 电磁干扰(EMI) 传导干扰 传导是指电压或电流通过干扰源和被干扰对象之间的公共阻抗进入被干扰对象， 传导干扰是延着导体传播的干扰，其中对电源回路的传导干扰对设备的影响最大。 9.1 电磁干扰(EMI) 传输线 9.1 电磁干扰(EMI) 差模信号 U1=-U2,UDEF=U1-U2 9.1 电磁干扰(EMI) 差模信号 U1=-U2,UDEF=U1-U2 9.1 电磁干扰(EMI) 共模信号 U1=U2=UCOM,U3=0 9.1 电磁干扰(EMI) 共模信号 U1=U2=UCOM,U3=0 9.1 电磁干扰(EMI) 辐射干扰 指干扰源通过空间传播到敏感设备的干扰。 9.2 电磁兼容 电磁兼容的定义 电磁兼容性(EMC)是电子设备的一种功能，电子设备在电磁环境中能完成功能，而不产生不能容忍的干扰 9.2 电磁兼容 电磁兼容主要研究内容 电磁环境评价 EMI耦合途径 抗干扰技术 电能质量控制 电磁场生态影响 9.2 电磁兼容 抗电磁干扰设计的主要手段 消除或屏蔽干扰源 消除干扰的传播途径 提高目标设备的抗干扰能力 9.3常用的电磁兼容实验方法 电快速瞬变脉冲群 电快速瞬变脉冲群干扰试验符合IEC1000-4-4的规定。 终端在正常工作状态下，实验电压施加于系统的电源电压端口与地之间： 严酷等级：4级； 试验电压：4kV。 9.3常用的电磁兼容实验方法 浪涌 浪涌试验符合IEC1000-4-5的规定 严酷等级：4级 试验电压：4kV(电源电压两端口之间)； 4kV(电源电压各端口与地之间)； 波形：1.2/50μs。 9.3常用的电磁兼容实验方法 静电放电 静电放电试验符合IEC1000-4-2的规定 接触放电 严酷等级：4级 试验电压：8kV 9.3常用的电磁兼容实验方法 高频电磁场 高频电磁场试验符合IEC1000-4-3的规定 终端在正常工作状态 频率范围：80MHz～1000MHz 严酷等级：4级 试验场强：10V/m。 9.3常用的电磁兼容实验方法 工频磁场 正常工作状态下，终端置于与系统电源电压相同频率的随时间正弦变化的、强度为0.5mT(100A/m)的均匀磁场的线圈中心，工作正常 9.3常用的电磁兼容实验方法 雷电冲击 实验电流：标准雷电波120kA,时间（8/20）ms) 9.4抗干扰技术设计 屏蔽技术 对两个空间区域采用屏蔽体进行隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射 屏蔽技术主要用于对空间辐射干扰的抑制 屏蔽技术分为地磁屏蔽、磁场屏蔽和电场屏蔽 9.4抗干扰技术设计 滤波技术 滤波指将各类信号安频率特性分类并控制他们的方向，对某些频率范围内的信号提供传输极点，而对另外一些频率范围的信号提供传输零点的技术 主要用于解决传导干扰 9.4抗干扰技术设计 EMI滤波器 信号滤波器 电源滤波器 9.4抗干扰技术设计 滤波器分类 无源滤波 有源滤波器 9.4抗干扰技术设计 接地技术 合理的接地技术是最经济有效的电磁兼容设计技术，90%的电磁兼容技术问题由于布线和接地不当造成。 9.4抗干扰技术设计 接地技术 地线的定义 电路电位基准点的等电位体 9.4抗干扰技术设计 接地方式 9.4抗干扰技术设计 浪涌抑制技术 雷电干扰的防护 瞬态干扰的抑制 9.5 PCB电磁兼容设计 PCB布线寄生组件的分布参数 一个过孔大约引起0.6pF的电容 一个集成电路本生的封装材料引起2~10 pF的电容 一个PCB上的接插件有520uH的分布电感 一个双列直插的24脚集成电路插座引入4~18uH的电感 9.5 PCB电磁兼容设计 PCB设计中应遵循的一般要求 增大走线间距，以减小电容耦合的串扰 平行部电源线和地线，以使PCB电容达到最佳 将敏感的高频线布在远离高噪声电源线的地方，以减小相互间的耦合 加宽电源线和地线，以减小电源线和地线的阻抗 * * 电磁兼容于电磁干扰 常用的电磁兼容实验方法 抗干扰设计技术