关键电路EMC设计技术.ppt

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版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits深圳市易安技术开发有限公司深圳市易安技术开发有限公司技术材料技术材料关键电路关键电路EMC设计技术设计技术版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits目目录录时域与频域时域与频域傅立叶变换傅立叶变换干扰抑制设计干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计单板电源电路去耦设计单板电源电路去耦设计开关电源干扰抑制设计开关电源干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计抗干扰设计抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计接口电路抗干扰设计接口电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时域与频域时域与频域时域：

对于电路设计工程师来说，其所关注的只是时域内的信号波形，即用示波器所能观测到的波形，是时间和幅度的响应；频域：

对于EMC工程师来说，其所关注的重点在于信号的频谱，即用频谱仪扫频的频谱曲线，是频率和幅度的响应。

但是因为信号的时域波形直接影响其频谱，所以控制信号的频谱分量必须在时域的波形上下手，连接时域和频域的方法为“傅立叶变换傅立叶变换”。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits傅立叶变换傅立叶变换时域与频域时域与频域傅立叶变换傅立叶变换干扰抑制设计干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计单板电源电路去耦设计单板电源电路去耦设计开关电源干扰抑制设计开关电源干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计抗干扰设计抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计接口电路抗干扰设计接口电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits傅立叶变换傅立叶变换正弦波频谱：

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits傅立叶变换傅立叶变换梯形波频谱：

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits上升沿不同的梯形波形频谱比较上升沿不同的梯形波形频谱比较从右图可以看出，即使是相同的信号频率，上升时间小的信号在频域覆盖的频带要宽，并且基频后的相同频点上幅度要大，所以信号的上升沿越小，其干扰强度越大。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits逻辑器件选择原则逻辑器件选择原则任何非正弦波信号在频域内都有非常丰富的谐波分量，这些谐波分量便是引起EMC辐射的“罪魁祸首”。

影响其谐波分量的最主要因素是信号的上升沿，所以在逻辑器件的选择以及编程方面有一个原则：

“信号的上升沿能够满足功能要求且留一定的裕量即可，不要强求过小的上升时间”。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时钟电路干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计时域与频域时域与频域傅立叶变换傅立叶变换干扰抑制设计干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计单板电源电路去耦设计单板电源电路去耦设计开关电源干扰抑制设计开关电源干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计抗干扰设计抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计接口电路抗干扰设计接口电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时钟信号沿的设计时钟信号沿的设计在满足产品功能要求的情况下，沿尽可能缓；如右图所示，使沿变缓的方法是增大电阻R和电容C的值；所以，单板原理图设计时，在时钟信号的输出端串联一个电阻R，此电阻同时可以用来进行匹配（见后续描述）；电容C的实现可以采用在PCB设计时预留焊盘或通过信号线的对地分布电容来控制。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时钟输出匹配设计时钟输出匹配设计时钟输出不匹配带来的危害：

时钟输出不匹配带来的危害：

信号不匹配会导致信号来回反射，反射信号会在原来信号上叠加，产生振铃或过冲，导致较为严重的辐射，如下图：

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时钟输出匹配设计时钟输出匹配设计通用的输出匹配方法：

通用的输出匹配方法：

一般器件的输出阻抗为十几个欧姆，而PCB板上的走线阻抗Z0范围为5090欧姆，导致非常严重的失配，一般采用串联一个电阻的方式进行匹配，电阻的选择可以在2251欧姆之间。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时钟输出匹配设计时钟输出匹配设计时钟输出匹配后的改善：

时钟输出匹配后的改善：

从下图中的左图可以看出，原先的过冲没有了，所以右图中的频域辐射图得到了很大的改善。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时钟输出或驱动器件的电源去耦设计时钟输出或驱动器件的电源去耦设计时钟器件的电源去耦方式一般为：

磁珠10uF电容高频电容；高频电容的选择：

根据时钟频率选择电容的容值，选择范围为：

100pF0.1uF，典型值为1000pF。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits时钟输出或驱动器件的地设计时钟输出或驱动器件的地设计时钟器件的金属外壳在原理图设计时需要定义为地网络属性。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits总线电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计时域与频域时域与频域傅立叶变换傅立叶变换干扰抑制设计干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计单板电源电路去耦设计单板电源电路去耦设计开关电源干扰抑制设计开关电源干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计抗干扰设计抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计接口电路抗干扰设计接口电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits总线信号沿的设计总线信号沿的设计对于可编程的总线输出芯片，建议使用软件控制其沿的陡度；对于不可编程的芯片，采用的方法同时钟源，但给每根总线都并电容的可能性不大，因为每根总线对地都有分布电容，所以增大右图中的R同样可以减缓信号上升沿。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits总线信号输出匹配设计总线信号输出匹配设计匹配电阻的选择：

22欧姆51欧姆。

一般不建议采用阻排，因为阻排容易产生串扰，并且阻排之中如果有一个电阻故障，整个阻排都需要更换，成本大。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits总线驱动器件的电源去耦设计总线驱动器件的电源去耦设计同时钟源器件的电源去耦设计版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits单板电源电路去耦设计单板电源电路去耦设计时域与频域时域与频域傅立叶变换傅立叶变换干扰抑制设计干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计单板电源电路去耦设计单板电源电路去耦设计开关电源干扰抑制设计开关电源干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计抗干扰设计抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计接口电路抗干扰设计接口电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits单板输入电源的滤波设计单板输入电源的滤波设计简单的说就是，避免电源上的各类噪声干扰单板工作，同时又可降低单板上各类数字模拟噪声沿电源线向外传导或辐射。

单板电源输入单板电源输入口的滤波缘由口的滤波缘由版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits单板输入电源的滤波设计单板输入电源的滤波设计滤波电路的设计滤波电路的设计单板上有保护地时，滤波电路如右上图；单板上无保护地时滤波电路如右下图；电容的取值建议，低频电容10uF47uF，高频电容100pF0.1uF，典型值为1000pF；共模扼流圈：

110mH，单电感建议用磁珠代替，但是要关注磁珠的额定电流和百兆电阻值。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits关键关键IC的电源去耦设计的电源去耦设计无去耦设计的危害无去耦设计的危害版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits关键关键IC的电源去耦设计的电源去耦设计危害的解决方法危害的解决方法版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits关键关键IC的电源去耦设计的电源去耦设计如何进行去耦设计如何进行去耦设计采用磁珠低频电容高频电容的组合方式，其中：

磁珠选择的原则DC阻值越小越好，百兆电阻越大越好；低频电容的一般取值为10uF；高频电容的取值一般为100pF0.1uF，典型值为1000pF。

版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbesttomakeyourprofits开关电源干扰抑制设计开关电源干扰抑制设计时域与频域时域与频域傅立叶变换傅立叶变换干扰抑制设计干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计时钟电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计总线电路干扰抑制设计单板电源电路去耦设计单板电源电路去耦设计开关电源干扰抑制设计开关电源干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计接口电路干扰抑制设计抗干扰设计抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计看门狗电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板复位电路抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计面板指示灯抗干扰设计接口电路抗干扰设计接口电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计电源电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计面板拨码开关电路抗干扰设计版权所有翻版必究深圳市易安技术开发有限公司Tryourbes