嵌入式系统电磁兼容设计.pptVIP

电感耦合(磁场耦合)通过分布电感使一个电路中的信号辐射到另一个电路中的耦合方式干扰源的电流流过电感时产生磁场，时变的电流则产生时变的磁场，变化的磁场在邻近回路中引起变化的磁通，从而在该电路中产生感应电压第29页，共52页，星期日，2025年，2月5日抑制电感耦合的基本方法减少回路所涵盖的面积使回路和干扰源的距离尽可能远使回路方向与磁场方向平行降低磁场干扰源的干扰强度减小回路间的互感，包括加大两导线的间距；缩短导线的长度；使导线尽可能接近地平面；使各自磁场方向相互垂直第30页，共52页，星期日，2025年，2月5日PCB中的信号完整性信号完整性(SignalIntegrity)是指信号未受到损伤的一种状态，用于表示信号质量和信号传输后仍保持正确功能的特性良好的信号完整性是指在需要时信号仍保持正确的时序和电平值信号完整性问题可以导致信号失真、定时错误、数据/地址错误、控制线状态错误、系统误操作、直至系统崩溃第31页，共52页，星期日，2025年，2月5日传输线概念传输线是两个或多个终端间有效传输电功率或电信号的传输系统，如金属导线、波导、同轴线和PCB连线传输线的特性阻抗第32页，共52页，星期日，2025年，2月5日传输线效应的影响当信号延迟时间大于信号跳变时间时，分析时必须把信号线当作传输线传输线的信号以光速或接近光速在两个设备间传送，由于分布电容、分布电感和有源器件，速度会有所降低传输线内部和周围存在电磁场，能量通过电磁场传输传输线阻抗匹配不好，就会出现功能性问题和EMI问题线路阻抗是影响传输特性的重要因素，如果阻抗匹配不当，信号会被反射，当发生多重反射时就会引起振荡第33页，共52页，星期日，2025年，2月5日影响信号完整性问题传输延迟反射串扰过冲和下冲同步切换噪声接地反弹噪声第34页，共52页，星期日，2025年，2月5日信号传输延迟信号在PCB板的导线上以有限的速度传输，信号从发送端发出直到接收端收到，中间存在时间间隔，这就是传输延迟传输延迟对系统的时序产生影响信号延迟时间主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数第35页，共52页，星期日，2025年，2月5日信号反射反射信号就是传输线上的回波当传输线的特性阻抗与负载阻抗不匹配时，信号功率的一部分传输到线上并到达负载处，另一部分则被反射若负载阻抗小于源阻抗，反射为负；反之，反射为正布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面不连续等因素的变化均会导致此类反射第36页，共52页，星期日，2025年，2月5日信号串扰信号在传输线上传播时，因电磁耦合对相邻的传输线产生不期望的电压噪声干扰串扰是两条信号线之间的耦合，由信号线之间的互感和互容引起串扰对邻近信号的传输质量造成影响，有可能引起假时钟，偶然性数据错误应用中，不可能、也没必要完全消除串扰，只要将其控制在系统所能承受的范围之内就不至于影响系统的工作PCB板层的材质和结构、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性、信号线的端接方式等对串扰都有一定的影响第37页，共52页，星期日，2025年，2月5日嵌入式系统电磁兼容设计第1页，共52页，星期日，2025年，2月5日电磁兼容技术的发展20世纪40年代为了解决飞机通信系统受到电磁干扰造成飞机事故的问题，开始较为系统地进行电磁兼容技术研究美国自1945年开始，颁布了一系列电磁兼容方面的军用标准和设计规范，电磁兼容技术进入全面发展阶段20世纪60年代以来，现代科学技术，尤其是信息网络和高速计算机技术的应用对电磁兼容提出了更高的要求，促进电磁兼容技术研究向更深、更广的领域发展第2页，共52页，星期日，2025年，2月5日电磁兼容电磁兼容是以电磁场理论为基础，涉及信息、电工、电子、通信、材料、结构等学科的边缘科学，研究如何在有限的空间、时间和频率资源条件下，使各种电子设备或系统在同一电磁环境中相互兼容，而不致引起功能丧失或性能降低第3页，共52页，星期日，2025年，2月5日电磁兼容问题电磁干扰：处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，不应产生超过相应标准所规定的电磁能量。电磁敏感度：处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰，或者说对规定范围内的电磁能量干扰不敏感，仍能按照设计性能正常地运行。电磁环境：即使相同种类的设备也可能工作在不同的电磁环境中，不同的电磁环境对设备的电磁兼容要求不一样，离开了具体的电磁环境，谈电磁兼容没有什么实际意义。第4页，共52页，星期日，2025年，2月5日电磁兼容技术相关术语术语