這是一個關于電磁兼容整改PPT，包括了概述，產品設計與電磁兼容設計，結構設計，PCB設計，接地設計，電磁兼容與可靠性等內容，電磁兼容培訓主要內容 1 概述 2 產品設計與電磁兼容設計 3 結構設計 4 PCB設計 5 接地設計 6 電磁兼容與可靠性電磁兼容基本定義國家標準GB/T4365-1995《電磁兼容術語》對電磁兼容所下的定義為“設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力 ”。該標準等同采用國際標準IEC60050（161）。電磁兼容（EMC—Electromagnetic Compatibility）是一門新興的綜合性學科，主要研究電磁干擾和抗干擾的問題。即怎樣使在同一電磁環(huán)境下工作的各種電子電氣設備、器件或系統(tǒng)，都能正常工作，互不干擾，達到兼容狀態(tài)。它以電磁場和無線電技術的基本理論為基礎，并涉及許多新的技術領域，如微波技術、微電子技術、計算機技術、通信和網(wǎng)絡技術以及新材料等。電磁兼容技術研究的范圍很廣，幾乎涉及所有現(xiàn)代化工業(yè)領域。常用名詞電磁兼容環(huán)境進一步惡化 高頻化、高密度化 近年來，電子產品向高頻化發(fā)展的趨勢十分明顯。如計算機的時鐘頻率已從30MHz提高到100MHz以上；移動通信從頻道（900MHz）發(fā)展成雙頻道（900MHz、2000MHz）。信號頻率越高，越容易產生輻射和耦合，而且越難以抑制和屏蔽，致使電磁干擾加劇。當今在空間傳播的電磁波的頻點之密、頻譜之寬、空域之廣、能量之高均是前所未有的，大大惡化了電磁環(huán)境，歡迎點擊下載電磁兼容整改PPT。

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電磁兼容培訓主要內容 1 概述 2 產品設計與電磁兼容設計 3 結構設計 4 PCB設計 5 接地設計 6 電磁兼容與可靠性電磁兼容基本定義國家標準GB/T4365-1995《電磁兼容術語》對電磁兼容所下的定義為“設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力 ”。該標準等同采用國際標準IEC60050（161）。電磁兼容（EMC—Electromagnetic Compatibility）是一門新興的綜合性學科，主要研究電磁干擾和抗干擾的問題。即怎樣使在同一電磁環(huán)境下工作的各種電子電氣設備、器件或系統(tǒng)，都能正常工作，互不干擾，達到兼容狀態(tài)。它以電磁場和無線電技術的基本理論為基礎，并涉及許多新的技術領域，如微波技術、微電子技術、計算機技術、通信和網(wǎng)絡技術以及新材料等。電磁兼容技術研究的范圍很廣，幾乎涉及所有現(xiàn)代化工業(yè)領域。 常用名詞電磁兼容環(huán)境進一步惡化 高頻化、高密度化 近年來，電子產品向高頻化發(fā)展的趨勢十分明顯。如計算機的時鐘頻率已從30MHz提高到100MHz以上；移動通信從頻道（900MHz）發(fā)展成雙頻道（900MHz、2000MHz）。信號頻率越高，越容易產生輻射和耦合，而且越難以抑制和屏蔽，致使電磁干擾加劇。當今在空間傳播的電磁波的頻點之密、頻譜之寬、空域之廣、能量之高均是前所未有的，大大惡化了電磁環(huán)境。 高速數(shù)字化 　這些年來數(shù)字電路發(fā)展非常迅猛，計算機、通信、音像、OA、控制、儀表等許多電子產品都采用數(shù)字電路。數(shù)字電路是常見的電磁干擾源，同時數(shù)字電路的抗電磁干擾能力較弱，在電磁干擾下有時會產生誤動作，特別值得注意的是，近年來數(shù)字電路向高速發(fā)展，數(shù)字邏輯電路的頻率達到50MHz以上；脈沖信號的上升/下降時間不超過信號周期的5％，這樣陡的快速跳變信號包含了更多的頻率更高的高次諧波分量。這樣，就更容易產生電磁干擾。 低電壓化一些電子產品，特別是便攜式電子產品，為了節(jié)省電源和縮小體積，要求IC及半導體有源器件的工作電壓降低，向低電壓方向發(fā)展。顯然，電壓降低之后，它們對瞬變電壓、浪涌電壓、靜電放電等電磁干擾的抵抗能力明顯下降，因而對電磁環(huán)境提出了更高的要求。甚至需要對IC、CMOS、MOSFET等器件采用抗電磁干擾元件加以保護。高功率化 　　為了增大作用距離和提高性能，雷達、廣播、通信等發(fā)射機、差轉臺、基站的發(fā)射功率與日俱增。對電磁環(huán)境的污染越來越嚴重。機電產品數(shù)字化控制電工產品、機電產品向多功能化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。過去，電工機電產品屬于強電范圍，與弱電關系不多，而現(xiàn)代化的電工機電產品都大量地使用了先進的電子技術，甚至可以說沒有芯片的產品就沒有市場，這也是增加電磁兼容緊迫性的原因之一。 電磁干擾類型----自然干擾 人為電磁干擾源分類及特征 信息化作戰(zhàn)特點信息化作戰(zhàn)，最突出的變化是戰(zhàn)場結構不同了，復雜電磁環(huán)境從傳統(tǒng)戰(zhàn)場環(huán)境要素中脫穎而出，居于主導戰(zhàn)局的顯赫地位 。在相對狹窄的戰(zhàn)場空間，種類繁多的信息系統(tǒng)和電子設備云集密布，大量電磁輻射互擾自擾，加之敵對雙方還絞盡腦汁地施展電磁對抗手段，其復雜性可想而知。網(wǎng)絡化信息化作戰(zhàn)模式   使用頻率 電磁兼容特點--綜合性電磁兼容對設備和系統(tǒng)的突出影響二、產品設計與電磁兼容設計目前設計階段現(xiàn)狀 目前階段，設計人員已經有了一定EMC的技術，在產品功能設計的同時，考慮EMC問題，如產品設計時會考慮濾波，屏蔽，接地等。設計人員通過短期的培訓以掌握EMC設計的基本方法，因此能從設計的早期階段就考慮一定的EMC設計策，這對僅通過整改的方法來解決所有的EMC問題已經有了很大的進步，但是，處于這個階段的EMC設計，也有很多局限性，具體表現(xiàn)在： a. 參與EMC設計人員掌握了一些EMC設計原理和理論知識，如，懂得如何設計濾波器、如何設計屏蔽，如何進行PCB布線，如何防止串擾等等，但是設計人員往往缺乏結合產品系統(tǒng)的特點，從產品系統(tǒng)結構構架上來考慮EMC問題。 b. 設計太理論化，而且各個部分的設計相對分散。如，選擇各個EMC性能非常好的模塊組合在一起不一定是一個EMC性能很好的系統(tǒng)。 企業(yè)現(xiàn)狀管理問題 ----項目計劃、資金支持、人員培養(yǎng)人才問題 ----總體人才、設計人才、試驗和質量 技術問題 ----核心技術、專業(yè)技術解決三個沒有轉變意識企業(yè)需要解決產品設計工程師的電磁兼容經驗與意識問題。作為產品的硬件工程師，除了原先必須掌握的電路設計知識外，還必須掌握EMI輻射的設計知識以及一定的抗干擾設計方法，如ESD靜電抗干擾。這樣硬件工程師才能在產品設計過程中，如原理圖設計、PCB設計階段考慮電磁兼容問題，保證后續(xù)產品驗證時能通過測試。加強培訓學習另外，PCB設計工程師也需要掌握相應的器件布局、層疊設計、高速布線方面的EMC設計知識，保證不因為PCB設計不良產生EMC問題。結構工程師需要了解產品結構的屏蔽設計知識，了解開孔、縫隙處理方面的知識，保證不產生輻射泄露。但目前中國大部分企業(yè)硬件工程師、PCB工程師、結構工程師、系統(tǒng)工程師等都缺乏相應的EMC經驗。所以企業(yè)內部需要通過一定專業(yè)技能培訓學習，彌補經驗的不足，同時在實踐中加以應用，才能使公司的整體電磁兼容設計水平快速提升 。 產品設計與電磁兼容設計 EMC領域可以用這樣一句話來形容:“每一件事情都不在計劃之列，這就是為什么EMC領域被看作是一門“黑箱藝術”。事后控制不如事中控制，事中控制不如事前控制，可惜大多數(shù)人均未能體會到這一點，等到錯誤的決策造成了重大的損失才尋求彌補。電磁兼容是設計出來的，不是試驗出來的。 電磁兼容綜合設計需要以下技術 a）屏蔽技術 b）安裝襯墊 c）接地技術 d）濾波技術 e）去耦 f）適當?shù)挠≈凭�選定 g）絕緣和隔離 h）電路阻抗控制 i）I/O互連設計 j）設計用于組件內部的PCB抑制技術設計準則接口終端 1）保護所有I/O，達到與預期應力形式和強度相當?shù)某潭取＿@可能需要電纜屏蔽作為第一屏障； 2）使用低通濾波防止高頻干擾； 3）只要可能就采用差動連接線傳輸信號。共模抑制電路將會抑制干擾信號； 4）在極端情況下，如果干擾作用于超敏感電路，那么通過光學連接線對接口進行電子隔離； 5）平衡和匹配接口 數(shù)字電路數(shù)字電路參數(shù)主要由系統(tǒng)要求和所用裝置技術類型決定。與模擬電路不同，如果工作頻帶可以控制，那么數(shù)字脈沖的傅立葉分量會占據(jù)擴展至VHF的寬頻譜。 因此重要的是通過注意以下因素控制產生的頻譜： a）最大脈沖升/降時間。在通用的邏輯類型中，CMOS的上升時間最長，一般為100ns，而ECL和肖特基的上升時間僅為幾ns。其他類型的TTL的上升時間一般約為10ns； b）最小脈沖頻率； c）最小脈沖過沖和振蕩 d）連接電纜終端阻抗匹配。 脈沖信號的頻譜包絡線電磁兼容科學設計方法 --系統(tǒng)流程法 (System Flow Method)系統(tǒng)流程法，即主要在研發(fā)流程中融入EMC設計理念，在產品設計的各個階段進行EMC設計控制，把可能出現(xiàn)的EMC問題在研發(fā)前期進行考慮；設計過程中主要從產品的電路（原理圖、PCB設計），結構與電纜，電源模塊，接地等方面系統(tǒng)考慮EMC問題，針對可能出現(xiàn)EMC問題進行前期充分考慮，從而確保產品樣品出來后能夠一次性通過測試與認證！ 產品設計歷程 一個產品的設計主要經歷總體方案設計、詳細設計、原理圖設計、PCB設計、產品結構試裝、聯(lián)調測試、定型試驗幾個階段。目前業(yè)界多數(shù)研制單位在前期設計階段沒有系統(tǒng)考慮EMC方面問題，往往是在在產品樣機出來再進行EMC摸底測試，如果這時測試通過，則是比較幸運的。但很不幸的是，大多數(shù)情況下是不能測試通過的，這時出了問題進行整改并需要對產品重新設計，常常會要進行較大改動。 這個階段產品電磁兼容出現(xiàn)問題原因比較多，如果是因為屏蔽問題往往會涉及結構模具改動，如果因為接口濾波問題就會對產品原理圖進行改動，同時導致PCB的重新設計，還有可能會因為系統(tǒng)接地問題，那就會對整個產品系統(tǒng)重新做調整，重新設計。既浪費時間又浪費經費。（型號研制有教訓）設備電磁兼容狀態(tài)的技術控制電子產品電磁兼容性設計需要注意以下四個問題一、必須在產品研制開發(fā)的初始階段，同時進行電磁兼容性設計二、芯片等有源器件的選用和印制電路板設計是關鍵三、地線設計是最重要的設計，也是難度最大的一項設計四、屏蔽技術用來抑制電磁干擾沿著空間的傳播詳細方案設計階段 在產品詳細方案設計階段主要提出對產品總體硬件EMC設計方案，如:電源接口，信號接口，電纜選型，接口結構設計，連接器選型等提出詳細的EMC設計與選型要求.確保后續(xù)實施過程中能夠重點關注注意這些要點。     如果我們設計某個控制器，就需要注意內部數(shù)字電路模塊與模擬電路模塊的隔離，需要從內部空間考慮數(shù)字電路對模擬電路的干擾，同時重點注意內部電纜接口濾波處理。     這個階段產品硬件設計人員應該根據(jù)已有的規(guī)范提出EMC詳細方案，由質量或專門的EMC工程師進行把關檢查。（設計文件作用）。 產品原理圖設計階段     在產品原理圖設計階段主要對產品內部的主芯片的濾波電路設計，晶振電源管腳的濾波電路，時鐘驅動芯片的濾波電路設計，電源輸入插座的濾波電路設計，對外信號接口的濾波電路設計，以及濾波和防護元器件選型，單板功能地和保護地屬性的劃分，單板螺絲孔的屬性定義等提出詳細的方案，確保濾波、接地的EMC手段在此階段進行實施。 產品PCB設計階段     在產品PCB設計階段，主要考慮對EMC影響巨大的層疊結構設計、關鍵元器件的布局考慮以及高速數(shù)字信號布線。層疊結構設計主要考慮高速信號與電源平面的回流。布局階段特別要考慮PCB上面的關鍵芯片器件擺放，如晶振位置，數(shù)字模擬電路設置，接口防護濾波電路的擺放，高頻濾波電容等擺放，PCB的接地螺釘個數(shù)和位置設置，連接器的接地管腳設置，地平面和電源平面的詳細分割等。在布線階段將重點考慮高速不跨分割，關鍵敏感信號的走線保護，減小串繞等。 曾經有一款產品由于晶振布局位置不當，靠近接口電纜導致電磁兼容輻射發(fā)射項目測試超標，就是因為在PCB布局階段沒有考慮好晶振這樣關鍵器件的布局！     產品結構設計階段     在產品結構方案設計階段，主要針對產品需要滿足EMC法規(guī)標準，對產品采用什么屏蔽設計方案、選擇什么屏蔽材料，以及結構的可實現(xiàn)性提出設計方案，另外對屏蔽體之間的搭接設計，縫隙設計考慮，同時重點考慮接口連接器與結構件的配合。 產品初樣調試階段     在產品初樣試裝階段，主要是對產品設計前期總體設計方案，詳細設計方案，PCB布局設計以及結構模型等各個環(huán)節(jié)的EMC設計控制措施的檢驗，看看前期提出設計方案的執(zhí)行程度；另外主要檢查檢查電路單板與結構之間的配合，是否還存在EMC隱患，提前發(fā)現(xiàn)問題，便于后續(xù)研制產品正樣的時候一起完善。     通常我們會在這個階段發(fā)現(xiàn)一些結構加工工藝問題以及設備內部電纜走線錯誤，需要更正。 三、屏蔽結構設計屏蔽結構設計 1 屏蔽材料本身 2 成本控制 3 連接器 4 電纜 5 濾波器安裝結構 6 工藝的可實現(xiàn)性選擇屏蔽方案 屏蔽箱體具有三種重要作用： a）減少內部干擾源的輻射 b）保護內部電路免受外部輻射場的影響 c）為電纜屏蔽和抑制裝置的搭接提供基準對于產品應該選用什么屏蔽方案，應該考慮成本、技術難度以及操作性等其他方面的綜合因素，一般應該參照以下原則： 最好采取綜合的方案，即根據(jù)實際情況，綜合選用不同級別的屏蔽方案，達到綜合性能最優(yōu)的目的；對于比較復雜的產品，可以采用多級屏蔽的方式， 這樣每級屏蔽性能要求都不高，技術上比較容易，綜合屏蔽效果卻十分好，而且成本也不高。屏蔽設計的基本原則 屏蔽體結構簡潔，盡可能減少不必要的孔洞，盡可能不要增加額外的縫隙； 避免開細長孔，通風孔盡量采用圓孔并陣列排放。屏蔽和散熱有矛盾時盡可能開小孔，多開孔，避免開大孔； 足夠重視電纜的處理措施，電纜的處理往往比屏蔽本身還重要； 屏蔽體的電連續(xù)性是影響結構件屏蔽效能最主要的因素，相對而言，材料本身屏蔽性能的影響是微不足道的（低頻磁場例外）；足夠細心，電磁兼容設計必須注意每一個小環(huán)節(jié)，稍不注意就可能功虧一蕢； 有強烈的成本意識，注意高性能是以高成本為代價的。電磁密封襯墊的主要參數(shù)電磁密封襯墊的安裝方法 孔洞處理由于指示燈、操作按鈕、觀察孔等需求會導致結構件上開各種孔洞，對于這些孔洞的屏蔽設計時按照以下步驟考慮： i. 最好將這些指示燈、操作按鈕、觀察孔等設置在屏蔽體之外； ii. 建議選用屏蔽的元器件，例如帶屏蔽的指示燈、按鈕以及屏蔽玻璃等，這時需要注意安裝縫隙的屏蔽效果； iii. 采用加屏蔽罩的方法將這些孔洞屏蔽起來；顯示窗/器件的處理操作器件的處理屏蔽電纜穿過屏蔽機箱的方法電源線濾波器起什么作用，選型時考慮哪些參數(shù)，電源線濾波器時要注意什么問題？ 電源線濾波器的作用是抑制傳導發(fā)射電流沿著電源線傳播。選型時要考慮插入損耗（共模和差模）、額定電流、電壓、有效的頻率范圍等參數(shù)，使用時要注意安裝方法，必須射頻接地良好，輸入輸出隔離、防止濾波過的導線部分再次污染。 進行結構電磁兼容設計時，有一個原則是經過濾波的電源線要盡量遠離各種信號電纜，這是為什么？ 答：如果電源線與信號電纜靠得很近，信號電纜上的高頻信號會耦合到電源線上（特別是已經濾波過的部分），造成電源線上的傳導發(fā)射超標。屏蔽+濾波=通過GJB151A 四、PCB板級設計 電路或線路板電磁兼容性設計時要特別注意關鍵信號的處理，關鍵信號指那些信號？ 答：從電磁發(fā)射角度考慮，關鍵信號線指周期性信號，如本振信號、時鐘信號、地址低位信號等；從敏感度的角度考慮，關鍵信號指對外界電磁干擾很敏感的信號，如低電平模擬信號。周期信號是重點關注上升下降沿與頻譜 PCB板級設計在EMC設計中，關鍵是有源器件的正確選型和PCB設計----控制源頭--印制電路板的設計最為重要 PCB設計設計目的：使板上各部分電路之間沒有相互干擾；印制板對外的傳導發(fā)射和輻射發(fā)射盡可能降低，達到有關標準要求；外部的傳導干擾和輻射干擾對板上的電路基本無影響。設計的步驟：選取印制板類型；確定元器件在板上的位置；依次布置地線、電源線、高速信號線，低速信號。 PCB設計的準備信息 1 器件: 數(shù)量（密度）、器件大小、封裝形式； 2 布局：整體布局要求、器件位置、有無大功率器件、器件散熱有無特殊要求； 3 速率：數(shù)字芯片數(shù)率如何、如何分區(qū)、哪些是低速、中速、高速區(qū)，哪些是接口的輸入/輸出區(qū)； 4 信號線：種類、速率及傳送方向，總線速率、走向及驅動情況，關鍵的信號有哪些？需要采取什么保護措施。 PCB設計的準備信息 5 電源的種類、地種類，以及對電源、地的噪聲容限要求，電源、地層平面的設置問題？電源、地平面的分割如何設計？ 6 時鐘線：時鐘線種類、速率、時鐘線的來源和去向如何？單板內時鐘延時要求？其最長走線要求？驅動能力如何？ 下手之前先規(guī)劃、討論。電子設備內部的干擾源 TTL的開關噪聲：開關電流，幾十到幾吉赫的高頻，產生的虛狀噪聲約0.5-1.5伏，寬5-10納秒。TTL邏輯元件也極易受影響，2伏20納秒的噪聲就使TTL邏輯器件發(fā)生誤動作。動態(tài)RAM：DRAM利用電荷存儲數(shù)位信息，充放電電流的峰值為100mA，頻率可達100MHz，電源線和接地線產生串擾和公共阻抗噪聲。電源和接地：電源輸入的過渡過程，負載變化產生快速脈沖電流，經電源和接地通路產生干擾。振蕩器體及變壓器：工作時會在周圍輻射高頻電磁波。靜電放電和I/O端的干擾：經過信號線和連接器，外界的電磁干擾進入電子設備，內部干擾源向外輻射。邏輯器件的上升時間和電壓變化不同邏輯器件 典型的噪聲極限(邊界) 􀁺電路設計的時序是數(shù)字電路設計中必須注意的問題。特別是高速電路，時序設計尤為重要。實際設計中，因時序設計不當而引發(fā)的問題舉不勝舉。時序設計不對，有時電路也能工作。但是，在設計控制譯碼電路時，切記兩個原則：􀁺 1、寫時序：總線控制的結束沿要晚于寫器件的寫控制結束沿；􀁺 2、讀時序：讀器件的讀控制結束沿要晚于總線控制的結束沿. 下面的一些系統(tǒng)要特別注意 抗電磁干擾     (1) 微控制器時鐘頻率特別高，總線周期特別快的系統(tǒng)。    (2) 系統(tǒng)含有大功率，大電流驅動電路，如產生火花的繼電器，大電流開關等。    (3) 含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統(tǒng)。 層板的選擇在設計印制電路板時，應優(yōu)選多層板，將數(shù)字電路和模擬電路安排在不同層內；電源層應靠近接地層，并在接地層下方；騷擾源應單獨安排一層，并遠離敏感電路層。應注意，單面板雖然制造簡單、裝配方便，但只適用于一般電路要求，不適用于高組裝密度或復雜電路的場合；而雙面板適用于只要求中等組裝密度的場合。印制電路板設計的基本原則是：20—H原則，H是兩層面的距離，即元、器件平面應比接地層平面小20倍H，才能減小輻射；2—W原則，W是導線寬度，即導線間距不小于兩倍導線寬度；導線應短、寬、均勻、直，如果轉彎，應使用圓角；導線寬度不要突變，導線不要突然拐角。 布局的基本準則在PCB 設計中，元器件布局是一個重要的環(huán)節(jié)，布局結果的好壞將直接影響布線的效果，合理的元器件布局是PCB 設計成功的第一步。關鍵器件必須按照信號流向放置；以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB 上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連線長度。電源靠近電源模塊輸入口放置，減少內部連接線纜長度。單板上高頻輻射源不要靠近接口，不要靠近通風孔，以及電源輸入線纜等，下圖中方框標出的為產品晶振，在布局階段考慮放置在單板的中間，不靠近接口等位置。 地和電源策略 確定了器件的大體位置后，就可以定義地平面和電源平面了。實現(xiàn)這些平面是需要一些策略技巧的�！　≡赑CB中不使用地平面是很危險的，尤其是在模擬和數(shù)字混合信號設計中。其一，因為模擬信號是以地為基準的，地噪聲問題比電源噪聲問題更難應對。例如，有些A/D轉換器(MCP3201)的反相輸入引腳是接地的；二，地平面還對噪聲有屏蔽作用。采用地平面可以很容易解決這些問題，但是，如果沒有地平面，要克服這些問題幾乎是不可能的。　　 減小來自電源的噪聲電源在向系統(tǒng)提供能源的同時，也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復位線，中斷線，以及其它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。電網(wǎng)上的強干擾通過電源進入電路，即使電池供電的系統(tǒng)，電池本身也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經受不住來自電源的干擾。處理好接地線印刷電路板上，電源線和地線最重要�？朔�電磁干擾，最主要的手段就是接地。對于雙面板，地線布置特別講究，通過采用單點接地法，電源和地是從電源的兩端接到印刷線路板上來的，電源一個接點，地一個接點。印刷線路板上，要有多個返回地線，這些都會聚到回電源的那個接點上，就是所謂單點接地。所謂模擬地、數(shù)字地、大功率器件地開分，是指布線分開，而最后都匯集到這個接地點上來。與印刷線路板以外的信號相連時，通常采用屏蔽電纜。對于高頻和數(shù)字信號，屏蔽電纜兩端都接地。低頻模擬信號用的屏蔽電纜，一端接地為好。對噪聲和干擾非常敏感的電路或高頻噪聲特別嚴重的電路應該用金屬罩屏蔽起來。 PCB布線設計準則只要遵循如下幾個準則，良好的布線技巧并不難掌握： 1. 檢查器件相對于接插件的位置，確保高速器件和數(shù)字器件最靠近接插件。 2. 電路中至少要有一個地平面。 3. 使電源線比板上的其它走線寬。 4. 檢查電流回路，尋找地線中的可能噪聲源。這可通過確定地平面上所有點的電流密度和可能存在的噪聲量來實現(xiàn)。 5. 正確旁路所有器件，將電容盡量靠近器件的電源引腳放置。使所有走線都盡量短。 6. 查看所有的高阻抗走線，逐條走線查找可能的電容耦合問題。 7. 確保對混合信號電路中的信號正確濾波。   印制板布線設計的一般原則時鐘設計時鐘板一定需要多層板(也可局部) 時鐘電路嚴禁采用自動布線器，必須手動進行布線; 時鐘電路應位于底板或接地板的中心，不放在輸入或輸出端附近。如果時鐘信號需要由主板引出并送到子板去，時鐘線應布置在遠離其它引線處并直接接到連接器上去。 減小時鐘電路輻射的方法在連接器處要進行終端匹配，否則時鐘線條會由于處在開路狀態(tài)而構成為單極天線。振蕩器或晶體要直接連接到PCB上去不要采用插座。插座會增大引線長度，而且還會既向內部又向外部輻射能量，會增大電磁干擾水平。在臨近的布線層不要把其它印制線靠近、直接布在時鐘線下、或經過時鐘振蕩器區(qū)(通常定為禁止布線區(qū))。必要時加法拉弟籠進行屏蔽。 5MHz以上的時鐘振蕩器要用成品振蕩器，而不能采用分立的元件和晶體搭成振蕩電路。采用保護線和分流線 時鐘電路的電磁兼容設計 時鐘電路在數(shù)字電路中占有重要地位，對實現(xiàn)數(shù)字電路功能起決定作用。同時，時鐘電路也是產生電磁輻射的主要來源。時鐘電路設計質量是保證達到整機輻射指標的關鍵。時鐘電路設計中主要考慮的問題有：阻抗控制、傳輸延遲、印制線條上接入容性負載的影響、時鐘區(qū)與其他功能區(qū)的隔離、同層板中時鐘線條屏蔽等問題。 電路中的強輻射信號 五種常用的終端匹配方法并聯(lián)電阻 該電阻必須等于線條的波阻抗的阻值 R = Z0 電阻的另一端通常接到地上其值一般在50～150Ω 問題是消耗能量很少用于TTL和COMS設計并聯(lián)端接匹配對具有快速時鐘/脈沖的總線非常合適。代維寧網(wǎng)絡 在TTL邏輯電路中使用最好其電阻取值為但是如果使用在即有CMOS又有TTL元件的電路時要特別注意，因為開關電壓應當是相對器件輸入電壓的，不恰當?shù)淖柚的苡绊懺�件動作閾值。缺點：功耗也比較高會引起不可靠的操作 RC網(wǎng)絡 RC網(wǎng)絡可提供好的信號質量，但其代價是增加元件；在TTL和CMOS兩種系統(tǒng)中都是很好的終端方法電阻能匹配線條阻抗，電容能保持元件的直流電壓水平 信號線會受到很小的延遲；要注意使電阻和電容構成的RC網(wǎng)絡的時間常數(shù)要比傳播到負載的延遲時間的2倍要大些； RC網(wǎng)絡在總線設計中有很好的應用二極管網(wǎng)絡用于差分或對稱網(wǎng)絡的情況中二極管用于限制線上的過沖并保證電路的低功耗，但是，二極管網(wǎng)絡的主要缺點是對高速信號的頻率相應不好，二極管處會發(fā)生抖動； 光隔離裝置缺點：與變壓器相比，光隔離器用于數(shù)字傳輸通常很劃算，但是用于模擬傳輸時費用高得多光隔離器的應用需要認真考慮，如右上圖錯誤示例和下圖正確示例所示 鐵氧體磁環(huán)是抑制電纜共模輻射的有效器件，在使用時要注意什么問題？ 答：首先要選擇抑制電磁干擾用的鐵氧體材料，其次，磁環(huán)的內徑要盡量小，緊緊包住電纜，鐵氧體磁環(huán)的外徑和長度盡量大（在滿足空間要求的條件下）。將電纜在磁環(huán)上繞多匝，可以提高低頻的效果，但高頻的效果會變差。鐵氧體磁環(huán)的安裝位置要靠近電纜的兩端。五、接地設計導致地線干擾問題的根本原因是什么？ 答：地線的阻抗是導致地線問題的根本原因，由于地線阻抗的存在，當?shù)鼐�上流過電流時，就會產生電壓，形成電位差，而我們在設計電路時，是假設地線上各點電位是相同的，地線電位整個系統(tǒng)工作的參考電位，實際地線電位與假設條件不同導致了各種各樣的地線問題。 為什么數(shù)字電路地線和電源線上經常會有很大的噪聲電壓？怎樣減小這些噪聲電壓？ 答：數(shù)字電路工作時會瞬間吸取很大的電流，這些瞬變電流流過電源線和地線時，由于電源線和地線電感的存在，會產生較大的反沖電壓，這就是觀察到的噪聲電壓。減小這些噪聲電壓的方法一是減小電源線和地線的電感，如使用網(wǎng)格地、地線面、電源線面等，另一個方法是在電源線上使用適當?shù)慕怦铍娙荩▋δ茈娙荩�。接地設計需要設置多少種地(重視和不了解都關心)？各種地在那里分開或合一？各種地通過什么器件連接？通常有四種接地：信號地或信號參考地、電源地、屏蔽地和結構地。實際上不存在理想的地，地平面和地線上都有一定的電位分布，不存在理想的等位面。 如何安排電纜線的接地接地線越短越好如果有瞬時大電流存在，最好選擇單點接地，接地線應選擇較粗線可將大電流安全疏導到地；高頻應選擇多點接地，接地點選擇在靠近射頻元件處，注意接地點的間距與噪聲頻率波長有關。 正確選擇單點接地與多點接地在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而應采用一點接地。當信號工作頻率大于10MHz時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗，應采用就近多點接地。當工作頻率在1-10MHz時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的1/20，否則應采用多點接地法。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地，地線應短而粗，高頻元件周圍盡量布置柵格狀大面積接地銅箔。 接地方式比較 接地方式：浮地、單點接地、多點接地浮地：使信號地與其它導體相隔離，包括系統(tǒng)的結構地。采用變壓器隔離、光隔離和繼電器隔離等方式�？梢员苊飧蓴_信號進入信號電路，但容易產生靜電荷堆積。單點接地：只有單點與地相接，可以消除信號地系統(tǒng)中的干擾電流閉合回路，使干擾電流的磁影響最小，但容易產生天線接受或發(fā)射效應。多點接地：可以消除地線上的高頻駐波現(xiàn)象，但容易產生接地回路增加電磁耦合。采用橋接法的地平面分割示意數(shù)字地和模擬地分割如果一定要采用分割的地，則要建立“地連接橋”。一般建議——使用統(tǒng)一“地” 將PCB分區(qū)為模擬部分和數(shù)字部分。保證數(shù)字信號返回電流不會流入到模擬信號的地。 模擬信號在電路板所有層的模擬區(qū)內布線；數(shù)字信號在數(shù)字電路區(qū)內布線。不合適的地平面分割示意原 因: 采用上述分割方法，信號線跨越了兩個地之間的間隙，信號電流的返回路徑是什么呢？假定被分割的兩個地在某處連接在一起(通常情況下是在某個位置單點連接)，在這種情況下，地電流將會形成一個大的環(huán)路。流經大環(huán)路的高頻電流會產生輻射和很高的地電感，如果流過大環(huán)路的是低電平模擬電流，該電流很容易受到外部信號干擾。最糟糕的是當把分割地在電源處連接在一起時，將形成一個非常大的電流環(huán)路。另外，模擬地和數(shù)字地通過一個長導線連接在一起會構成偶極天線。接地策略 (1) 將數(shù)字電路與模擬電路分開電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。 (2) 盡量加粗接地線若接地線很細，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應將接地線盡量加粗，使它能通過三倍于印制線路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應大于3mm。接地策略 (3) 將接地線構成閉環(huán)路設計只由數(shù)字電路組成的印制線路板的地線系統(tǒng)時，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。其原因在于：印制線路板上有很多集成電路元件，尤其遇有耗電多的元件時，因受接地線粗細的限制，會在地結上產生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結構成環(huán)路，則會縮小電位差值，提高電子設備的抗噪聲能力。 (4) 全地平面 當采用多層線路板設計時，可將其中一層作為“全地平面”，這樣可減少接地阻抗，同時又起到屏蔽作用。我們常常在印制板周邊布一圈寬的地線，也是起著同樣的作用。 數(shù)字系統(tǒng)輻射發(fā)射數(shù)字地、模擬地劃分充足的地線電纜 引出電路板的電纜也應當考慮電流環(huán)路問題。每個信號都應是兩線對，一條傳送信號，另一條供給返回信號。這兩條線應當彼此靠近以減小環(huán)路。圖a 和b 示意了較差的配置，而圖c 示意了正確的配置。 電磁干擾實例 -- FTU 繼電器干擾 現(xiàn)象：在控制繼電器動作后，CPU 不停的復位，繼電器不停的開/合動作。原因：繼電器動作時繼電器線圈相當于自耦變壓器，產生很高（數(shù)千伏）的快速脈沖，并通過控制線返回系統(tǒng)，干擾了系統(tǒng)的正常運行，導致系統(tǒng)復位。如此反復。解決辦法：繼電器線圈兩端并接反向二極管。感性負載在感性負載中要加入抑制電路以限制在關閉電源時電壓的升高�？梢圆捎孟旅娴慕ㄗh來設計合適的抑制電路。設計的有效性取決于實際的應用，所以你必須調整其參數(shù)以適應你的應用。要保證所有的器件參數(shù)與實際應用相符合。軍用裝備和民用設備接地要求的差別 印制線路板是電子產品最基本的部件，也是絕大部分電子元器件的載體。當一個產品的印制線路板設計完成后，可以說其核心電路的干擾和抗擾特性就基本已經確定下來了，要想再提高其電磁兼容特性，就只能通過接口電路的濾波和外殼的屏蔽來“圍追堵截”了，這樣不但大大增加了產品的后續(xù)成本，也增加了產品的復雜程度，同時降低了產品的可靠性�？梢哉f一個好的印制線路板可以解決大部分的電磁干擾問題，只要同時在接口電路排板時增加適當瞬態(tài)抑制器件和濾波電路就可以同時解決大部分抗擾度問題。 PCB板的電磁兼容設計是一個技巧性很強的工作，也需要大量的經驗積累。一個電磁兼容設計良好的PCB板是一個完美的“工藝品”，是無法抄襲和照搬的。一定要注意一種錯誤的認識PCB板就不必考慮產品的電磁兼容性能，而只通過外圍電路和外殼進行補救了。 在PCB設計中能遵守一些基礎的設計規(guī)則，也可以解決大部分的電磁兼容問題，再通過少量的外圍瞬態(tài)抑制器件和濾波電路及適當?shù)耐鈿て帘魏驼�確的接地，就可以完成一個滿足電磁兼容要求的產品。 PCB板級預測試 通過頻譜圖可以發(fā)現(xiàn)干擾源的主頻。通過空間圖可以定位干擾源的具體位置，便于在干擾源附近采取手段。 六、電磁兼容與可靠性電磁兼容與可靠性 電磁兼容可靠性控制的第一個環(huán)節(jié)應該是設計控制，電磁兼容的性能就主要在開發(fā)階段來控制，尤其是部件的元件布局和排版階段，這是設計過程中電磁兼容控制的關鍵階段。 線路板上的導線是最有效的接收和輻射天線，由于導線的存在，往往會使線路板上產生過強的電磁輻射。同時，這些導線又能接受外部的電磁干擾，使電路對干擾很敏感。因此在考慮各部分電路的總體布局時，應該使各種功能集成塊與其輸入輸出負載的路徑最短，特別是傳輸脈沖數(shù)據(jù)信號的導線。脈沖信號的高頻成分很豐富，這些高頻成分可以借助導線輻射。電子產品可靠性工程方法通過正確合理的設計方法 保證應用可靠性 常用的可靠性設計方法有如下14種，在產品開發(fā)過程中，這些方面都要考慮到，包括做對應的仿真分析，才能夠保證設計的產品的可靠性。 可靠性預計 FMEA 可靠性指標論證、分配與冗余設計 電應力防護設計 ESD防護設計 容差分析 降額設計 升額設計 熱分析和設計 信號完整性分析 EMC設計 安全設計 環(huán)境適應性設計 壽命與可維護性設計 質量控制的基礎----文件的作用電磁兼容的設計經驗是非常重要的，文件資料可以提供一些可追蹤的研制過程的記錄，幫助設計師提高設計能力。例如： a  圖紙文件:文件檔案保證了準確的設計說明，有利于各設計師和生產人員的溝通； b  工藝文件:用于描述產品技術性能、功能和結構的設計文件和指導產品生產制造的工藝文件就顯得越來越重要了 。 c  檢驗和測試報告:研制階段的最后交付文件。報告一般詳細說明了測試的軟件和硬件版本配置、全部的測試環(huán)境和數(shù)據(jù)等。生產中的過程控制生產過程中對EMC 的控制也是要注意的一環(huán)。主要體現(xiàn)在整機裝配的環(huán)節(jié)上。一般來說產品的設計師如認為在某個環(huán)節(jié)的裝配對EMC特別重要應在作業(yè)指導書給予明確規(guī)定。例如在機器內部連接電纜的走線方式、電纜所處的位置對產品的EMC是有較大影響的，因此每根電纜的在機器內部的位置必須非常明確，一定要避免出現(xiàn)內部連接線的無序的放置。另外對起屏蔽作用殼體間連接的螺絲的擰緊程度應做規(guī)定，還有個別元器件引線長短對EMC有較大影響的，應在生產時作出明確規(guī)定。關鍵器件的控制關鍵件的確定要根據(jù)開發(fā)和整改過程的實際情況，并非千篇一律，比如整改中增加的一條接地線，則接地線的長度、粗細、接地點的位置、接地線的連接方式都是關鍵的。 最后是電磁兼容性能的一致性保證，生產過程中元器件更改和替代是常有的事，如果要求生產的產品和定型的樣機一模一樣，相信研制都做不到，但是可以通過完善的控制程序，使更改后的電磁兼容性能不降低，保證其性能與定型的樣機一致，控制的主要環(huán)節(jié)是單位必須指定一個電磁兼容質量負責人，他應該對更換，替代的元件進行審核和確認，如果他無法確認的就應該用更改后的樣機與定型樣機進行測試比較。 采購與工藝的控制采購控制:元件的采購一般都有一個質量確認的過程叫QTR，整機廠家應主動向元件供應廠家提出電磁兼容的性能要求，有條件的要求元件供應廠家提供第三方的檢驗證明，比如電源濾波器，整機廠家在確認新的元件供應商時，就可以要求按照相關的標準進行檢驗和送樣檢驗機構的檢驗報告。 工藝控制:腳踏實地做好過程控制，如果一個產品的設計通過了電磁兼容型試驗的話，生產的過程只要嚴格按照設計文件操作就可以了，關鍵工序的控制和其它的質量管理控制沒有什么兩樣，設計文件中一般包括一份設計規(guī)格書，對屏蔽，關鍵件安裝，扎線等工藝作了明確的圖示，如果沒有，應向設計部門索取。日常生產的抽樣檢驗和試驗應該堅持，及時發(fā)現(xiàn)問題反饋給設計部門消除隱患。ted紅軟基地

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