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EMC,EMI设计相关技术文章高速电路设计中产生电磁干扰的原因分析
0 引言
电磁兼容性是指电气和电子系统及设备在特定的电磁环境中,在规定的安全界限内以设定的等级运行时,不会由于外界的电磁干扰而引起损坏或导致性能恶化到不可挽救的程度,同时它们本身产生的电磁辐射不大于检定的极限电平,不影响其他电子设备或系统的正常运行,以达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠地工作的目的。
1 电磁兼容产生的因素
(1)电阻的频率特性。在数字电路中,电阻的主要作用在于限流和确定固定电平,在高频电路中,存在于电阻两端的高频寄生电容会对正常的电路特性造成破坏。同样电阻的引脚电感对电路的EMC影响很大。
(2)电容的频率特性。电容器一般应用在电源总线,它提供去耦合、旁路和维持固定的直流电压和电流的作用。但是在高频电路中,当电路的工作频率超过了电容的自谐振频率时,其寄生电感将使电容表现为电感特性,从而失去原有的功能并影响电路的工作性能。
(3)电感的频率特性。电感器是用来控制PCB内的EMI。当电路的工作频率增加时,电感的等效阻抗会随着频率的增加而增大,当电路的工作频率超过电感的工作频率上限时,电感将会影响电路的正常工作。
(4)导线的频率特性。PCB上的走线和元器件的引脚导线都有寄生电感和电容,这些寄生电感和电容会影响到导线的频率特性,从而有可能在元器件和导线之间产生谐振,致使导线成为电磁干扰的重要发射天线。通常,导线在低频段表现为电阻特性,在高频段则表现为电感特性,因此在PCB上,导线的长度一般要求小于工作频率波长的二十分之一,以避免导线成为电磁干扰的发射源。
(5)静电。静电放电问题已经成为电子产品的一大公害,可能给产品带来永久性的损坏,因此在产品设计中,必须采取相应的静电防护措施。常用的防静电措施包括选择具有防静电材料,采用电气隔离措施,提高产品的绝缘强度以及设置良好的静电屏蔽层和泄放通道等。