電磁干擾概述
發(fā)布時間:2008/10/16 0:00:00 訪問次數(shù):431
電磁干擾的來源有自然和人為兩種。自然的干擾包括來自整個宇宙的電磁干擾,以及諸如大氣干擾、雷電和靜電、放電之類的各種自然現(xiàn)象。而人為的干擾包括各種電氣、電子儀器和機電設(shè)備在工作時所造成的電磁干擾。
對于自然源產(chǎn)生的電磁干擾是無法解決的,本書中只討論人為制造的電磁干擾。電磁能量從一個設(shè)備(稱為發(fā)射機)到另一個設(shè)備(稱為接收機)的無意或不希望的耦合,稱為電磁干擾(emi)。發(fā)射機與接收機之間電磁干擾耦合的各種途徑如圖所示。
圖 電磁干擾機制和傳播路徑
圖所示的路徑說明如下:
· 從源發(fā)射機直接輻射到接收機;
· 從源發(fā)射機直接輻射,然后被與接收機連接的電源電纜或信號/控制電纜拾取,電 磁干擾經(jīng)傳導(dǎo)過程到達接收機;
· 電磁干擾由源發(fā)射機的電源電纜、信號電纜或控制電纜輻射;
· 電磁干擾從源發(fā)射機通過公用電纜線或通過公用信號/控制電纜直接傳導(dǎo)到接收機。
電磁干擾由與源發(fā)射機相連的各種電源、信號、控制電纜攜帶時,它會耦合進入與接收機相連接的電源、信號、控制電纜中,尤其是當把這些電纜綁扎成捆時,即使是沒有公用的電源、信號、控制電纜存在的情況,這種干擾也將通過傳導(dǎo)到達接收機。
pcb板級和系統(tǒng)級的設(shè)計師認為:能夠接觸到的emi來源就是pcb。眾所周知,數(shù)字集成電路從邏輯高到邏輯低或者從邏輯低到邏輯高之間的轉(zhuǎn)換過程中,輸出產(chǎn)生的方波信號頻率并不是導(dǎo)致emi的唯一頻率成分。該方波中包含頻率范圍很寬的正弦諧波分量,這些正弦諧波分量構(gòu)成設(shè)計師所關(guān)心的emi頻率成分。最高emi頻率也稱為emi發(fā)射帶寬,它是信號上升時間而不是信號頻率的函數(shù)。
計算emi發(fā)射帶寬的公式為
f=0.35/tr
其中,f是頻率,單位是ghz;馬是信號上升時間或下降時問,單位為ns。
假設(shè)電路的開關(guān)頻率為50 mhz,而采用的集成電路芯片的上升時間是1 ns,則該電路的最高emi發(fā)射頻率將達到350 mhz,遠大于該電路的開關(guān)頻率。如果集成電路芯片的上升時間為500 ps,那么該電路的最高emi發(fā)射頻率將高達700 mhz。
眾所周知,電路中的電壓值和電流值在某一時刻都是相互對應(yīng)的,當ic芯片的輸出在邏輯高與低間進行轉(zhuǎn)換時,這些信號電壓和信號電流就會產(chǎn)生電場和磁場,電磁場的最高頻率就是發(fā)射帶寬。電磁場的強度及對外輻射的百分比,不僅是信號上升時間的函數(shù),同時,系統(tǒng)設(shè)計對信號源到負載點之間信號通道上電容和電感的控制的好壞,也會影響電磁場的強度及對外輻射的百分比。顯然,在pcb設(shè)計層面,可以做大量的工作來改善emi。在考慮emi控制時,設(shè)計工程師首先應(yīng)該考慮ic芯片的選擇。集成電路的某些特征如封裝類型、偏置電壓和芯片的工藝技術(shù)(如cmos、eol、ttl)等都對電磁干擾有很大的影響。在后面將會專門討論ic芯片的emi控制問題。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)(www.dzsc.com)
電磁干擾的來源有自然和人為兩種。自然的干擾包括來自整個宇宙的電磁干擾,以及諸如大氣干擾、雷電和靜電、放電之類的各種自然現(xiàn)象。而人為的干擾包括各種電氣、電子儀器和機電設(shè)備在工作時所造成的電磁干擾。
對于自然源產(chǎn)生的電磁干擾是無法解決的,本書中只討論人為制造的電磁干擾。電磁能量從一個設(shè)備(稱為發(fā)射機)到另一個設(shè)備(稱為接收機)的無意或不希望的耦合,稱為電磁干擾(emi)。發(fā)射機與接收機之間電磁干擾耦合的各種途徑如圖所示。
圖 電磁干擾機制和傳播路徑
圖所示的路徑說明如下:
· 從源發(fā)射機直接輻射到接收機;
· 從源發(fā)射機直接輻射,然后被與接收機連接的電源電纜或信號/控制電纜拾取,電 磁干擾經(jīng)傳導(dǎo)過程到達接收機;
· 電磁干擾由源發(fā)射機的電源電纜、信號電纜或控制電纜輻射;
· 電磁干擾從源發(fā)射機通過公用電纜線或通過公用信號/控制電纜直接傳導(dǎo)到接收機。
電磁干擾由與源發(fā)射機相連的各種電源、信號、控制電纜攜帶時,它會耦合進入與接收機相連接的電源、信號、控制電纜中,尤其是當把這些電纜綁扎成捆時,即使是沒有公用的電源、信號、控制電纜存在的情況,這種干擾也將通過傳導(dǎo)到達接收機。
pcb板級和系統(tǒng)級的設(shè)計師認為:能夠接觸到的emi來源就是pcb。眾所周知,數(shù)字集成電路從邏輯高到邏輯低或者從邏輯低到邏輯高之間的轉(zhuǎn)換過程中,輸出產(chǎn)生的方波信號頻率并不是導(dǎo)致emi的唯一頻率成分。該方波中包含頻率范圍很寬的正弦諧波分量,這些正弦諧波分量構(gòu)成設(shè)計師所關(guān)心的emi頻率成分。最高emi頻率也稱為emi發(fā)射帶寬,它是信號上升時間而不是信號頻率的函數(shù)。
計算emi發(fā)射帶寬的公式為
f=0.35/tr
其中,f是頻率,單位是ghz;馬是信號上升時間或下降時問,單位為ns。
假設(shè)電路的開關(guān)頻率為50 mhz,而采用的集成電路芯片的上升時間是1 ns,則該電路的最高emi發(fā)射頻率將達到350 mhz,遠大于該電路的開關(guān)頻率。如果集成電路芯片的上升時間為500 ps,那么該電路的最高emi發(fā)射頻率將高達700 mhz。
眾所周知,電路中的電壓值和電流值在某一時刻都是相互對應(yīng)的,當ic芯片的輸出在邏輯高與低間進行轉(zhuǎn)換時,這些信號電壓和信號電流就會產(chǎn)生電場和磁場,電磁場的最高頻率就是發(fā)射帶寬。電磁場的強度及對外輻射的百分比,不僅是信號上升時間的函數(shù),同時,系統(tǒng)設(shè)計對信號源到負載點之間信號通道上電容和電感的控制的好壞,也會影響電磁場的強度及對外輻射的百分比。顯然,在pcb設(shè)計層面,可以做大量的工作來改善emi。在考慮emi控制時,設(shè)計工程師首先應(yīng)該考慮ic芯片的選擇。集成電路的某些特征如封裝類型、偏置電壓和芯片的工藝技術(shù)(如cmos、eol、ttl)等都對電磁干擾有很大的影響。在后面將會專門討論ic芯片的emi控制問題。
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