PCB电磁兼容设计 20221229

关键元件

无源器件

模拟、逻辑器件

磁性元件

开关元件

连接器元件

多数情况，电路基本元件满足EMC程度将决定设备满足EMC的程度。

实际元件不是“理想”的，本身可能是干扰源或敏感设备。

选择合适的电子元件的主要准则包括带外特性和电路装配技术：

电磁兼容性往往是由远离基频元件响应特性来决定的。

也可利用元件特性抑制、防止干扰。

电路布局又决定着响应和不同电路元件间互相耦合程度。

无源器件

电阻、电容、二极管

有源器件产生干扰一般通过无源器件向外发射，也可通过无源器件消除

电阻选型

1. 所有的无源器件都包含寄生电阻，电容和电感。
2. 在电磁兼容问题容易发生的高频段，这些寄生参数经常占主导地位，并使器件功能彻底发生变化。
3. 例如，在高频电路中，电阻变成电容（由于旁路电容C），或变成电感（由于引线自感和螺线）；
4. 线绕电阻在KHZ以上因绕线电感存在不适用；
5. 电容由于其内部结构和其外引线自感的影响会发生谐振，超过第一个谐振频率点后，呈现显著感抗。

 

1. 有引脚元件有寄生效果，尤其在高频时。引脚形成小电感。引脚末端产生小电容。因此，引脚的长度应尽可能的短。
2. 无引脚且贴片的元件的寄生效果要小一些。

1. 从电磁兼容性看，贴片元件效果最好，其次是放射状引脚元件，最后是轴向平行引脚的元件。

1. SMT元件比其它元件寄生参数小得多，而且能在很高的频率提供满意参数。如，贴片电阻（1kΩ以下）在1GHz时仍显电阻性。

1. 贴片电阻总是优于插件电阻。
2. 插件电阻，首选碳膜电阻，其次金属膜电阻，最后线绕电阻。

 碳膜电阻   绕线电阻

金属膜电阻

1. 由于在相对低的工作频率下（约MHz数量级），金属膜电阻是主要的辅助元件，因其适合于高准确度电路。
2. 线绕电阻有强电感特性，不合用>50kHz电路中，在对频率敏感应用中也不能用。
3. 放大器设计，增益控制电阻尽可能靠近放大器以减少电路板电感。
4. 在上拉/下拉电阻的电路中，所有的偏置电阻必须尽可能靠近有源器件及它的电源和地。
5. 在稳压（整流）或参考电路中，直流偏置电阻应尽可能地靠近有源器件以减轻去耦效应。
6. 在RC滤波网络中，最好使用无感电阻和贴片电阻，获得较好高频特性。
7. 压敏电阻器常用电源电路和与室外连接的控制和通讯接口电路，防雷击浪涌效果好。

压敏电阻

电容选型

1. 铝质电解电容内部感抗增加。
2. 钽电容内部感抗低于铝电解电容。
3. 陶瓷电容主要寄生为片结构的感抗。
4. 铝电解电容和钽电解电容适用于低频终端，主要是存储器和低频滤波器领域。
5. 在中频范围内（从kHz到MHz），陶瓷电容比较适合，常用于去耦电路和高频滤波。

陶瓷电容

云母电容

1. 特殊的低损耗 NPO（通常价格比较昂贵）陶瓷电容和云母电容适用甚高频应用和微波电路。
2. 电容具有低的ESR（即等效串联电阻）值，ESR会对信号造成大的衰减。

旁路电容：

1. 旁路电容的主要功能是产生一个交流分路，吸收不需要的高频能量。
2. 旁路电容一般作为高频分路器件来减小对电源模块的瞬态电流需求。
3. 通常铝电解电容和钽电容比较适合作旁路电容，其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求。

去耦电容：

1. 去耦电容的主要功能是提供一个局部直流电源给有源器件，减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。
2. 实际上，旁路电容和去耦电容都应该尽可能放在靠近电源输入处
3. 为了得到更好的EMC特性，去耦电容还应尽可能地靠近每个集成块（IC）。
4. 陶瓷电容常被用来去耦，其值决定于最快的滤除信号的上升时间和下降时间。
5. 为了去耦，应该选择ESR值低于1欧姆的电容。

1. 用于信号线滤波的三端电容

 

EMI静噪三脚滤波电容

 磁珠/滤波器/EMI优化 > 馈通电容滤波器 >

LCA穿心电容M3-102 穿芯滤波器 穿芯电容器 贯穿电容 CT52-102

电容谐振：

如图，电容低于谐振频率时呈现容性，而后，电容因为引线长度和布线自感呈现感性。表1则出了两种陶瓷电容的谐振频率。表面贴装类型的谐振频率是通孔插装类型的两倍。

1. 另一个影响去耦效力的因素是电容的绝缘材料。
2. Z5U具有较大的介电常数，更适合用作低频去耦。
3. NPO具有较低的介电常数，用作50MHz以上频率的去耦。
4. 将两个谐振频率不同的去耦电容并联，可以在更宽频谱分布范围内降低电源网络产生的开关噪声。
5. 提供更宽布线以减小引线自感，有效改善去耦能力。
6. 两个电容的取值应相差两个数量级以提供更有效的去耦。

1. 数字电路去耦，低ESR值比谐振频率更为重要。
2. 在交流电源电路使用的电容，要注意其性质和耐压等级。
3. 在交流电源火线与火线、火线与零线间须使用X电容；

X电容 安规电容

Y电容 高压瓷片电容

1. 火线与地线间、零线与地线间须使用Y电容；
2. 对开关电源初级地与次级地之间的隔离电容也需使用Y电容。

二极管

	特性	EMC应用	注释
整流二极管	大电流； 慢响应； 低功耗	无	电源
肖特基二极管	低正向压降； 高电流密度； 快速反向恢复时间	快速瞬态信号和尖脉冲保护	开关式电源
齐纳二极管	反向模式工作； 快速反向电压过渡；用于嵌位正向电压	ESD保护； 过电压保护； 低电容高数据率信号保护
发光二极管（LED）	正向工作模式； 不受EMC影响	无	当LED安装在远离PCB外面板上作发光指示时会发生辐射
瞬态电压抑制二极管（TVS）	类似齐纳二极管工作于雪崩模式： 宽嵌位电压； 嵌位正向； 负向瞬态过渡电压	抑止ESD激发瞬时高电压/抑止瞬时尖脉冲
变阻二极管 (VDR：电压随电阻变化) (MOV：氧化金属变阻器)	覆盖金属的陶瓷粒	ESD保护； 高压和高瞬时保护	可选齐纳二极管和TVS

1.  二极管是抑制尖峰电压噪声源的最有效的器件之一。

图2中的二极管用于抑制高压开关尖峰电压。

图3是典型的变压和整流电路，D2是肖特基或齐纳二极管，用于抑制滤波后的尖峰瞬态噪声电压。

1. 无论有刷、无刷电机，当电机运行时，都需要噪声抑制二极管抑制电刷噪声或换向噪声。
2. 在电源输入电路中，需要用TVS或MOV进行噪声抑制。
3. TVS也可以解决信号接口的静电放电问题。

1. 无源器件，电阻、电容、电感均为组成滤波器的重要部分。
2. 当将无源器件在高频下使用时，了解所有寄生参数十分重要。
3. 合格器件提供有关的寄生数据，甚至还提供宽频带范围的阻抗特性（这些常常揭示出器件自身的谐振）。
4. 有些无源器件需安全评定，尤其是连到危险电压上的所有器件。
5. 如果在高速信号的场合或要满足EMC的场合使用寄生参数未知的无源器件，可能要进行多次设计，并有可能会推迟产品推上市场的时间。

模拟IC 逻辑IC选型

1. 有源器件分为调谐器件和基本频带器件。
2. 调谐器件起带通元件作用，其频率特性包括：中心频率、带宽、选择性和带外乱真响应。
3. 基本频带器件起低通元件作用，其频率特性包括：截止频率、通带特性、带外抑制特性和乱真响应。
4. 输入阻抗特性和输入端的平衡/不平衡特性等。
5. 有源器件有两种电磁发射源：

传导干扰通过电源线、接地线和互连线进行传输，随频率增加而增加；

辐射干扰通过器件本身或通过互连线进行辐射，随频率的平方而增加。

1. 瞬态地电流是传导干扰和辐射干扰的一种骚扰源，减少瞬态地电流必须减小接地阻抗和使用去耦电容。
2. 逻辑器件敏感度特性取决于直流噪声容限和噪声抗扰度。逻辑器件的翻转时间越短，所占频谱越宽。
3. 保证实现功能的前提下，尽可能增加信号的上升/下降时间。
4. 模拟器件敏感度特性取决于灵敏度、带宽，灵敏度以器件固有噪声为基础。
5. 从电磁兼容的角度，希望发射、转换速率、电压波动、输出驱动能力要尽量小；
6. 对大多数有源模拟器件，抗扰度是一个值得考虑的重要因素。
7. 不同厂商同型号指标的运放，可有明显不同电磁兼容性能，因此确保后续产品性能参数的一致性是十分重要的。
8. 敏感模拟器件的厂商提供电磁兼容或电路设计上的信噪处理技巧或PCB布局，关心用户需求，有助于用户在购买时权衡利弊。
9. 大部分数字IC产商至少能生产某一系列辐射较低的器件、生产几种抗ESD的I/O芯片，有些厂商还可供应电磁兼容性能良好的VLSI。
10. 大多数数字电路采用方波信号同步，这将产生高次谐波分量。
11. 在满足产品技术指标的前提下应尽量选择低速时钟。
12. 在HC系列器件适用时绝不要使用AC系列器件，CMOS4000系列器件适用就不要用HC系列器件。
13. 必要时，应选择集成度高并有电磁兼容特性的集成电路。

1. 高技术集成电路的生产商可以提供详尽的电磁兼容设计说明。设计人员要了解这些并严格按要求去做。
2. 详尽的电磁兼容设计建议表明：生产商关心的是用户的真正需求，这在选择器件时是必须考虑的因素。
3. 在早期设计阶段，如果IC的电磁兼容特性不清楚，可以通过一简单功能电路（至少时钟电路要工作）进行各种电磁兼容测试，条件允许时要尽量在高速数据传输状态完成操作。
4. 发射测试可方便地在一标准测试台上进行，用来筛选那些明显地比其他一些器件噪声小得多的器件。
5. 测试抗扰度可采用同样的方式进行，以寻找能承受更大干扰的器件。

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IC插座

1. IC座对电磁兼容很不利，建议直接在PCB贴芯片。
2. 具有较短引线和体积较小的IC芯片则更好，BGA及类似芯片封装的IC在目前是最好的选择。
3. 安装在座上的（更糟的是插座本身带有电池）IC的发射及敏感特性经常会使一个本来良好的设计变坏。因此，最好采用直接焊接到电路板上的表贴IC。
4. 带有ZIF座和在处理器（能方便升级）上用弹簧安装散热片的母板，需要额外的滤波和屏蔽。
5. 即使如此，选择内部引线最短的表贴ZIF座也是有好处的。

磁性元件选型

1. 磁性元件是将磁场和电场联系的元件，与磁场互相作用的能力使其潜在地比其他元件更为敏感。产生电磁干扰、抑止电磁干扰的器件。
2. 图4所示是两种基本类型的电感：开环和闭环。

 

1. 不同在于内部的磁场环。
2. 开环设计，磁场通过空气闭合，这将引起辐射并带来电磁干扰（EMI）问题。
3. 闭环设计，磁场通过磁芯完成磁路，其电磁特性更理想。

1. 电感没有寄生感抗，因此SMT和插件无差别。
2. 如图5所示，开环电感，绕轴式比棒式或螺线管式更好，因为磁场被控制在磁芯体的局部范围。
3. 对闭环电感，磁场被完全控制在磁心。
4. 螺旋环状的闭环电感优点是：将磁环控制在磁心，自行消除所有外来的附带场辐射。

 

1. 电感磁芯主要材料：铁和铁氧体。
2. 铁磁芯电感用于低频场合（几十kHz），铁氧体磁芯电感用于高频场合（到MHz）。
3. 铁氧体磁芯电感更适合于电磁兼容应用。
4. 铁氧体抑制元件用于PCB、电源线和数据线上滤除高频干扰，吸收瞬态脉冲。
5. 在电磁兼容特别使用两种特殊电感类型：铁氧体磁珠和铁氧体磁夹（环）。
6. 铁氧体磁珠是单环电感，通常单股导线穿过铁氧体型材而形成单环。在高频范围的衰减约为10dB，而直流的衰减量很小。
7. 类似铁氧体磁珠，铁氧体夹在高达MHz的频率范围内的共模（CM）和差模（DM）的衰减均可达到10dB至20dB。

铁氧体夹  磁环

 

插件磁珠

 

高频磁珠参数曲线

 

 

1. 对于抑制电磁干扰用的铁氧体，等效电路为电感L和电阻R组成的串联电路，其中L和R都是频率的函数，随着频率增加而增加。

 

1. 铁氧体电感串连在信号通道可构成低通滤波器：
2. 低频R很小，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制；
3. 高频R增大，电磁干扰能量被吸收并转换成热能。
4. 通常铁氧体磁导率越高，抑制的频率就越低。
5. 铁氧体的体积越大，抑制效果越好。
6. 体积一定时，长细比短粗抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。
7. 抑制元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流越大。
8. 铁氧体抑制元件应靠近干扰源。
9. 对于输入/输出电路，则应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。

1. 电感器也是磁性元件，是构成滤波器的核心元件。
2. 磁性元件还包括各种类型的变压器和磁耦合元件。
3. 无论是电源变压器、开关变压器还是隔离变压器，其高频特性直接影响产品电磁兼容传导骚扰特性和辐射骚扰特性，其磁泄漏大小直接影响产品内部干扰特性。
4. 变压器线圈的绕制方式、磁芯材料的性质、磁芯的形状等直接会影响到整机的电磁兼容性能。
5. 当一个产品的电磁骚扰问题采用其它方式不能奏效时，不妨采用几种不同形式的变压器试试，会有收获。
6. 磁耦合元件能传递交变信号，其参数直接会影响产品向外辐射能量的大小，频率特性等。
7. 对任何产品，传输通道高频信号的选择是通过磁耦合元件调谐实行的。

开关选用

1. 指广义的开关元件，包括继电器（电磁继电器、固态继电器）；接触开关；功率电路中的开关元件如可控硅、晶闸管；工作在开关电源中的开关管、开关变压器、整流管等。
2. 显著特点就是其工作在高压大电流电路的通断状态，电路若存在储能元件，会在电路通断瞬间产生远比正常工作状态大的高压或大电流，对外形成电磁骚扰，同时也对元器件形成冲击，影响寿命。
3. 选择抑制通断瞬间产生的非正常高压或大电流的开关元件和给开关元件增加脉冲吸收电路和保护电路。
4. 对电磁继电器、接触开关，其开关为接触式机械开关，其开关瞬间的触点抖动和产生的拉弧会对同一供电网络上的其它设备产生传导骚扰，对附近工作的设备会产生辐射骚扰。
5. 应选用防触点抖动和具备灭弧功能的继电器和开关。
6. 对大功率负载应采用软启动的方式，以降低其对开关触点的冲击和由此形成的电磁骚扰的大小。
7. 对电磁继电器来说，其驱动回路是典型的开关状态下的感性回路，为保护驱动元件，须在驱动线圈上增加脉冲吸收回路。见图6所示。

 

1. 对功率电路中的可控硅、晶闸管和固态继电器，均为半导体开关器件。
2. 若开关回路中有容性或感性负载存在，在电路通断瞬间会在半导体器件两端产生非正常高压或大电流，会对电网形成冲击，功率半导体器件可能会是致命，脉冲吸收和保护回路不可少。
3. 在交流电路中，功率半导体器件采取过零触发的方式是最佳选择。
4. 对大功率负载采用软启动的方式，在此处更加必要。
5. 开关电源中的开关管、开关变压器、整流管，工作频率较高脉冲工作状态，工作状态复杂得多，下面分别进行分析。

对同一开关电源，不同特性开关管进行辐射骚扰测试，整体骚扰最大的与最小的可能相差15~20dB。对传导骚扰频率高端，发现同样现象。与开关管设计中考虑电磁兼容有关。

好的开关管在设计中考虑高频率抑制及开关瞬间的震荡并兼顾了转换效率，成本高些。

开关电源中，开关变压器对电磁兼容的影响表现：初级线圈、次级线圈间分布电容Cd，开关变压器的漏磁。

通过在初级线圈与次级线圈间加静电屏蔽层并引出接地，减小分布电容Cd，从而减少了初、次级的电场骚扰耦合。

为了减小开关变压器的漏磁，可以选择封闭磁芯，另外，还可以通过在开关变压器外包高磁导率的屏蔽材料抑制漏磁。

 

 

超高频微波电磁屏蔽EMI抗电磁防干扰防辐射贴隔磁贴RFID

对二次整流回路：

低压大电流的整流回路，快速恢复的肖特基二极管是一种较好的选择。

对高压输出电路可选用其他快速恢复二极管或带软恢复特性的二极管。

1. 连接器是无源元件，提供两电路间的电气连续性，并保证周围足够的隔离。
2. 连接器的选择、安装位置和方式直接关系到产品是否通过电磁兼容测试。
3. 连接器可以分类为：低频功率、低频信号、高频功率或高频信号传输连接器。
4. 对电磁骚扰而言，连接器有关特性有：交扰、特性阻抗、接触阻抗、插入损耗、屏蔽、带滤波器插脚和压敏电阻器插脚等。
5. 对开关电源，当传导或辐射骚扰不满足要求时，在交流或直流电源输入端选择带有滤波器连接插座有时会起到效果。应注意带有滤波器连接插座金属外壳须与机壳和设备地保持紧密良好连接。

 

1. 对包含有多组信号的连接器，选择交扰小的连接器。同时信号线之间应地线隔离。
2. 带有脉冲和大功率的信号线应尽量远离低压小信号敏感线，必要可用不同连接器并屏蔽隔离。
3. 对低频大功率信号，选择接触电阻较小的连接器。
4. 对低频连接器，有时为防止内部骚扰外泄和外部骚扰进入，须选择带有滤波器连接插座。
5. 对高频信号和高频功率连接器，为了防止信号发生反射和形成驻波，连接器特性阻抗应与连接电缆的特性阻抗保持一致，应有较好屏蔽，以防止高频信号发生泄漏。
6. 对高频功率连接器还需较小的接触阻抗和插入损耗，减小其功率衰减。
7. 对于与室外电缆连接的信号连接器和电源连接器，为了防止浪涌冲击进入设备内部，可选插脚带有压敏电阻器的连接器。

1. 在高频时，和引线型电容器相比，应优先用引线电感小穿心电容器来滤波。
2. 在必须用引线式电容时，应考虑引线电感对滤波效率的影响。
3. 铝电解电容器可能发生几微秒的暂时性介质击穿，在纹波很大或有瞬变电压的电路里，应该使用固体电容器。
4. 使用寄生电感和电容量小的电阻器。片状电阻器可用于超高频段。
5. 大电感寄生电容大，为了提高低频部分的插损，不要使用单节滤波器，应用若干小电感组成的多节滤波器。
6. 使用磁芯电感注意饱和特性，注意高电平脉冲会降低磁芯电感的电感量和在滤波器电路中的插损。
7. 尽量使用屏蔽的继电器并使屏蔽壳体接地。

 

 

 

1. 选用有效地屏蔽、隔离的输入变压器。

1.   用于敏感电路的电源变压器应有静电屏蔽，屏蔽壳体和变压器壳体都应接地。
2. 设备内部的互连信号线必要时使用屏蔽线，以防它们之间的骚扰耦合。
3. 为使每个屏蔽体都与各自的插针相连，应选用插针足够多的插头座。
4. 设计时注意用于低电平信号和低阻抗电路的连接器，阻抗增大会引起误差，又不方便探测的连接器。
5. 分系统间的连接电缆和连接器的设计要协调一致。（例如，不能一端要求其所有屏蔽层彼此隔开，而另一端却只给一个连接器留一根插针供屏蔽层端接。不能一端用屏蔽线控制骚扰辐射，而另一端却选用非导电涂层的连接器。）
6. 不要让主电源线和信号线通过同一连接器。
7. 尽量不要让输入输出信号线通过同一连接器。
8. 根据导线分类，正确进行连接器屏蔽层端接。

单元电路设计

 

运放电路设计

单级放大电路设计，其接地选择放大器输出一方，而使信号源与地隔离。使负载免受地电位差的影响，从而抑制了噪声干扰。应单点接地。

1. 一般电子设备低电平级电路是易受干扰电路，多级电路应采用串联式单点接地，其接地选择低电平级电路的输入端，电路受地电位差干扰最小。

RAM电路设计

1. 数字RAM电路，其地址总线和数据驱动器尽量靠近存储器，防止线长引入电感，造成因延迟引起的误动作。
2. 高温会加速RAM结点漏电，器件不能过热，布局应留散热空间或采用散热措施。

A/D、D/A器件

1. A/D、D/A器件易受干扰，须单独布置元器件。
2. 器件同时存在模拟电路和数字电路，电源、地应模数分离。
3. AD DA电源与其他供电电路应采用滤波器隔离技术减少其它电路干扰。
4. 选用光电耦合器提高器件抗干扰能力，减少传输损耗及干扰。
5. 将转换器直接做到传感器上，以减少线路干扰。

电源电路设计

1. 电源是重要的系统内部噪声源，外部噪声较易侵入的部件。
2. 系统内部噪声或系统外部噪声可通过电源传导，干扰内部其他设备；
3. 一个系统产生噪声可通过电源传导干扰外部其他系统。
4. 抑制传导干扰的方法主要是滤波。防止电网干扰进入系统内部，防止系统本身产生的干扰进入电网。
5. 对于多级电源，可以采用浮地将中间各级加以隔离，以提高抗耦合干扰能力。
6. 电源相对系统是大电流、高电压、低频率的部件，易引起电磁场辐射干扰；对于电源变压器、铁氧体磁芯等，易发生漏磁，引起磁场干扰。抑制电磁场干扰最有效的方法是电磁屏蔽。
7. 铁质材料的外壳是电源电路有效的电磁屏蔽体。
8. 当磁场泄漏可以忽略时，铜、铝屏蔽罩也是极佳的屏蔽材料。

数字电路设计

1. IC高速开关需电源提供大的瞬时功率，因此必须加去耦电容满足瞬时功率要求。
2. 引脚越短，电磁干扰问题越小。
3. IC引脚排列影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND距离越近，去耦电容越有效。
4. 大部分噪声都与时钟频率及其高次谐波有关。
5. 合理地线、去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
6. 用于时钟分配的高阻抗缓冲器有助减小时钟信号的反射和振荡。
7. TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因此，最好使用同系列的逻辑器件。
8. CMOS器件的门限宽，优选器件。
9. 未使用的CMOS输入引脚应该接地线或电源。否则极易造成电路出错。

1. 对于高频电路，辐射是其主要干扰途径，设计时，通常加屏蔽盒进行屏蔽，抑制干扰传播。
2. 屏蔽盒腔体一般可以采用厚的金属块直接车、铣加工出内腔，这样屏蔽腔体不存在接缝，各处密度相同，屏蔽效能最佳。普遍应用于高频特别是微波频段电路屏蔽。
3. 对频率较低且屏蔽要求不太高的屏蔽盒，可以采用金属型材围框成型。还有采用金属板材拼接、螺装成型。这几种结构加工简单，成本低。
4. 电路板上关键元器件需要屏蔽时，可用薄钢板围成框架或小屏蔽罩直接固定在电路板上进行屏蔽。
5. 由于安装面(屏蔽盖)的缝隙，会造成电磁骚扰泄露。可采用增加缝隙深度或增加装配面处构件强度的方法。
6. 对于屏蔽要求较高的设备，可以采用双层屏蔽盖方式。

“扩展频谱时钟”是一项能够减小辐射测量值的新技术。对时钟频率进行1%~2%的调制，扩散谐波分量，以便在CISPR或FCC发射测试中的峰值较低。

调制度要控制在音频范围内，不会使时钟信号失真。

图7是一个时钟谐波发射改善的示意图。

扩展频谱时钟不能应用于有严格时间要求的通信网络中，如以太网、光纤、FDD、ATM和ADSL。

数字电路发射的问题是由于同步时钟信号。非同步逻辑将大大地降低发射量，同时也可获得真正的扩频效果，不只是集中在时钟谐波上产生发射。

 

模拟电路设计

1. 大多模拟设备抗扰度问题是由射频解调引起。运放每个管脚都对射频干扰敏感。
2. 为防止解调，模拟电路的反馈回路需在宽频带范围内处于线性及稳定状态。同时需要对容性负载进行缓冲。
3. 获得一稳定且线性的电路后，其所有连线还需滤波，且只能用无源滤波器（最好是RC型）。
4. 应避免采用输入、输出阻抗高的电路。
5. 比较器必须具有迟滞特性（正反馈），以防因干扰产生误动作，防止靠近切换点处的振荡。
6. 不使用比实际需要快得多的输出转换比较器，保持dV/dt在较低状态。
7. 有些模拟集成电路内的电路对辐射干扰极为敏感，可用小金属壳将其屏蔽起来，并将屏蔽盒焊接到PCB地线面上。
8. 模拟器件需为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
9. 对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波是必要的。
10. 对模拟电路，模拟本振和IF频率有较大的泄漏，需屏蔽和滤波。

1. 高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
2. 高频数字信号正负电平转换时间短、转换电流大，会产生尖脉冲，通过电源线给系统带来干扰。需在器件电源输入端并一个小电容旁路尖峰干扰。
3. 接口缓冲电路防止击穿关键器件损坏。
4. 将多余端口接地或通过电阻接电源可以防止端口感应造成的干扰。
5. 并联电容或涂静电防护漆防止端口静电感应、静电电荷积累放电干扰。
6. 数字IC产生高电平辐射，常将其配套的小金属盒焊接到PCB地线而取得屏蔽效果。

1. 防止逻辑电路产生电磁兼容问题措施：

－对输入和按键采用电平检测（而非边沿检测）

－使用前沿速率尽量慢且平滑的数字信号（不超过失真极限）

－在PCB板上，允许对信号边沿速度或带宽进行控制（例如，在驱动端使用软铁氧体磁珠或串联电阻）

－降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值尽量大

－处理器散热片与芯片经导热材料隔离，处理器周围多点射频接地

－电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的

－高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力

－需要一只高质量的“看门狗”

－决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件

－电源监视电路及“看门狗”需适当电路、软件技术

－当逻辑信号沿上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，应采用传输线技术

1. 当电路高速运行时，源和目的间的阻抗匹配重要。
2. 过量射频能量将会引起电磁兼容性问题。
3. 信号端接（匹配）减少在源和目的之间的信号反馈和振铃，减缓信号边沿快速上升和下降。
4. 时钟电路常是最主要射频发射源，应作好元件布局，使时钟走线最短，保证时钟线在PCB的一面不通过孔。
5. 当一个时钟必须经过一段长路径到达许多负载时，可在负载旁装一时钟缓冲器，长轨线（导线）电流就小很多。
6. 长轨线中的时钟沿应尽量圆滑，甚至可用正弦波，然后由负载旁的时钟缓冲器加以整形即可。

MCU

1. 微控制器（MCU）是逻辑电路的核心，是逻辑电路中产生电磁兼容问题的核心和关键。
2. MCU不断减小尺寸使晶体管开关速度更快，使时钟频率的谐波分量变大。造成最初电路MCU是正常的，但以后在产品生产周期中可能出现EMC问题。
3. MCU通常有片上振荡电路，它外接单独的晶振或谐振器即可工作。
4. 时钟频率选择应选择保障系统正常工作的最低时钟频率。
5. 时钟振荡器应最接近MCU的时钟引脚，减小时钟的干扰。

IO引脚

1. MCU引脚是高阻输入或混合输入/输出。需要有电阻（4.7kΩ或10kΩ）连接每个引脚到地或到供电电平，以便确保一个可知的逻辑状态。
2. IRQ是MCU元件中最敏感的引脚之一。确保与中断请求引脚的任何连线有瞬时静电放电保护非常重要。在IRQ连线上有双向二极管、TVS或金属氧化变阻器端接。对价格很敏感的应用，IRQ线上电阻端接不可缺少。

复位引脚：

1. 不恰当复位将导致MCU工作紊乱，复位电路不允许受到干扰，独立的复位控制芯片或低阻抗的复位电阻加上大容量低泄漏，高频反应性能好的陶瓷电容复位电路是较好的选择。

1. 每种单元都可描述为接收一个输入信号、并对输入信号加工，后在输出端输出加工的信号。
2. 必须考虑输入端可能存在的无用信号，考虑经过输入端之外的其它通路进入的无用信号。
3. 最好在输入点上处理无用信号。

1. 设备电源的电磁兼容涉及对供电线的传导发射的敏感度和传导到供电线上的发射。
2. 在设备内，电源中产生的无用信号易耦合到各功能单元中去；
3. 一个单元无用信号可能通过电源的（公共阻抗）耦合到其它单元中去。

(1) 尽量单独为各功能单元供电。  

(2) 公共电源的所有电路尽量靠近。必须兼容。

(4) 应在交直流干线上使用电源滤波器，防外部骚扰通过电源进入设备，防止开关瞬变和设备内部产生其它信号进入初级电源。

(5) 有效隔离电源的输入和输出线及滤波器的输入和输出线。

(6) 对电源进行有效的电磁场屏蔽，特别是开关电源。

(7) 开关电源会引起高频辐射和传导骚扰，排斥电力线瞬变的优点（典型调压器则不能）。

(8) 整流二极管应工作在最低的电流密度上（与最大额定电流成正比）。

(9)  所有电路功能状态，电源应保持低输出阻抗。射频范围，输出电容呈现低阻抗。

(10) 保证稳压器有足够快的响应时间，以便抑制高频纹波和瞬变加载作用。

(11) 为稳压二极管提供足够射频旁路。

(12) 合理屏蔽和把高压电源同敏感电路隔离开。

(13) 电源变压器应该是对称平衡的。

(14) 对于变压器所用铁芯材料应取其饱和磁感应强度Bm的下限值。保证不使铁芯驱动到饱和状态。

(15) 变压器铁芯结构应优选D型或C型，E型次之。

(16) 用静电屏蔽的电源变压器抑制电源线上的共模骚扰，多重屏蔽隔离变压器（超隔）有更好的性能。

(1) 控制单元和设备主体往往离得较远，须正确运用接地和屏蔽方法，防止构成地环路和耦合无用信号。

(2) 控制单元内主要的无用信号源是能突然断开控制信号通道的元件。如开关、继电器、可控硅整流器、开关二极管等。

(3) 各种产生无用信号的开关同感性负载运行，会产生严重瞬变过程。

(4) 尽量减少陡峭波前瞬态过程，应限制接通和断开时通过开关的浪涌电流。

(5) 如果必要，用RC网络或二级管来抑制开关瞬变。

(6) 如有必要，用缓冲或减振器来减小继电器触点振动。

(1) 放大器布局应设计成最短距离传送低电平信号，否则易引入骚扰。

(2) 放大器占有带宽应和有用信号匹配。必须控制放大器的带外响应。带宽过宽易将无用信号放大或产生寄生振荡。

(3) 要注意多级放大器各级之间的去耦。

(4) 对所有放大器的输入端进行去耦，只让有用信号进入放大器。

(5) 工作频率低于1MHz的放大器，采用平衡输入式为好（特别是音频放大器）。

(6) 运放的噪声比晶体管的噪声电平高，为倍以上。

(7) 应将瞬时大电流负载电源与运算放大器的电源分开，防止运算放大器电源线的瞬时欠压状态。

(8) 隔离放大器的输入变压器，初次级间应有效地屏蔽隔离。

(9) 用输入变压器断开远端音频输入电路的任何地环路。

(10) 音频输入变压器应是磁屏蔽的，以免电源磁场骚扰。

(11) 音频放大器应该用平衡输入式，并用屏蔽双绞线作输入信号线。

(12) 音频增益（音量）控制应在高增益前置放大器之后，否则，控制时它的走线上的噪声和骚扰拾取电平将成为低电平输入信号的可观部分。

(13) 音频放大器若用开关电源，要用20kHz或更高的开关速度。

1. 数字和模拟设备的发射和敏感特性不同的，一般不能用对模拟电路滤波方法实现数字信号电磁兼容。
2. 模拟电路通常产生窄带骚扰，常对连续波骚扰敏感；
3. 数字电路常常产生宽带骚扰，并对尖峰脉冲骚扰敏感。
4. 控制数字电路发射和敏感所采用的屏蔽、滤波的范围和程度要根据数字电路单元性能、电路元器件速率决定。
5. 数字系统误动作的重要原因中，绝大多数起因于机壳地、信号地的电位波动。是接地线自有电感和直流电阻所致。
6. 必须选择电路功能允许的最慢的上升时间和下降时间，以限制产生不必要的高频分量。
7. 避免使用高逻辑电平。如能用5V电平的就不用12V电平。
8. 时钟频率应在工作允许的条件下选用最低
9. 防止数据脉冲通过滤波和二次稳压电源耦合到直流电源总线上去。
10. 数字电路输入、输出线不紧靠时钟、振荡器线、电源线等电磁热线、复位线、中断线、控制线等脆弱信号线。
11. 只要可能，应在低阻抗点上连接数字电路输入和输出端，或用阻抗变换缓冲级。
12. 要严格限制脉冲波形的尖峰、过冲和阻尼振荡。

 

过冲

阻尼现象

 

1. 脉冲变压器应有屏蔽。

脉冲变压器

 

1. 须对电源线、控制线去耦，以防止外部骚扰进入。
2. 不要用长的、非屏蔽信号线。印制线长度达每ns上升时间大约5cm要考虑匹配端接。
3. 光电隔离器对差模骚扰有抑制效果，对共模骚扰没明显作用。
4. 导线电感分量产生公共阻抗耦合方面起主导作用。电源线，地线条尽量粗、短。
5. 暂态陡峭电源电流器件、易受电源噪声影响器件，要接入高频特性好的电容去耦。
6. 在每个印制板电源入口处装1个LCL构成的T型滤波器防止来自电源的冲击输入。

 

1. 用屏蔽网（编织带）和铁氧体夹卡改善扁平电缆的抗骚扰性能。

屏蔽网

 

1. 多层板发射和抗扰度性能提高。
2.  “五—五”规则可以帮助你决策。即时钟频率大于5MHz或者脉冲上升时间小于5ns，选择多层板
3. 用手工布关键线（时钟、高速重复控制信号、复位线、中继线、I/O线等）。不自动布线

(1) 去耦

消除公共阻抗耦合有害影响。去耦电容。

(2) 隔离

①注意地环路形成共模骚扰。

②用隔离变压器切断地环路，最适用于信号不含直流分量时。宽带信号不用。

用隔离变压器，必须加静电屏蔽并接地，减小分布电容，降低初次级间传导骚扰。

为降低分布电容，提高开关变压器共模抑制性能，可采用三层屏蔽：第一层屏蔽连接到初级的低电位端；第二层屏蔽连接到次级的低电位端；中心法拉第屏蔽连接到变压器的外壳及安全地。

③光电耦合器隔离法。

因输入和输出线性关系差，不宜直接用于模拟信号，但最适于传输数字信号。用光脉宽调制法，就能传输含直流分量的模拟信号，而且有优良的线性效果。

(3) 提高抵抗共模骚扰能力方法

有时很难用隔离器件切断地环路，例如两设备必须直流连接。

这时只能采取措施把地环路产生的共模骚扰影响抑制到最小。

①用差分放大器

直流到高频，线性好，适于模拟信号。对称平衡时，共模抑制很好。

不平衡时，共模骚扰转换成差模，影响程度与不平衡程度有关。

②串接共模扼流圈（中和变压器或纵向扼流圈）