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常见电磁兼容系统集成问题及解决办法


  电磁兼容系统是指设备或系统在其电磁环境中正常工作,且不对该环境中的任何设备的任何事物造成不能承受的电磁骚扰的能力,那么,下面一起了解下常见电磁兼容系统集成问题及解决办法吧!

  如何提高电磁兼容系统的抗干扰能力和兼容性:

  1、以下部分系统要特别注意电磁干扰。

  1)微控制器时钟频率特别高、总线周期特别快的系统。

  2)系统包括大功率、大电流驱动电路,如产生火花的继电器、大电流开关等。

  3)系统,包括微弱模拟信号电路和高精度A/D转换电路。

  2、为提高电磁兼容系统抗干扰能力采取以下措施:

  1)选择频率低的微控制器

  选择外部时钟频率低的微控制器可以有效地降低噪声,提高系统的抗干扰能力,即使是相同频率的方波和正弦波,方波的高频成分也比正弦波多得多,方波的高频成分的波宽比基波小,但频率越高越容易成为噪声源,微控制器产生的影响较大的高频噪声约为时钟频率的3倍。

  2)减少信号传输中的失真

  微控制器主要采用高速CMOS技术制造,信号输入端子静态输入电流为1mA左右,输入电容为10PF左右,输入阻抗相当高,高速CMOS电路的输出端子都具有相当大的带载能力,即相当大的输出值,一个栅极的输出端子通过长线路输入阻抗小反射问题严重,引起信号失真,增加系统噪声,印刷基板上信号的延迟时间与引线的特性阻抗、即印刷电路板材料的特性阻抗有关,印刷基板的引线上的信号的传输速度约为光速的1/1 由微控制器构成的系统中经常使用的逻辑电话元件的Tr (标准延迟时间)在18ns之间。

  3)减少信号线间的串扰

  CMOS工艺制备的微控输入阻抗高,噪声高,噪声容限也高。 数字电路即使叠加100~200mv的噪声也不影响动作。 如果图中的AB线是模拟信号,则不能允许这样的干扰。 如果印刷电路板是4层板,其中1层是大面积的地,或者是两面的板,信号线的另一侧是大面积的地,则这种信号之间的串扰变小。 这是因为信号线的特性阻抗大幅减少,信号在d端的反射大幅减少,特性阻抗与信号线到地之间的介电常数的平方成反比,与介质厚度的自然对数成正比,AB线为模拟信号时,为了避免数字电路信号线CD对AB的干扰,AB线下需要大面积的地面,AB线到CD线的距离大于AB线到地面距离的2~3倍,使用局部屏蔽地,在有结的一面导线的左右两侧铺设地线。

  4)减少电源噪声

  在向电磁兼容系统集成提供能量的同时,加上提供该噪声的电源。 电路中微控制器的复位线、中断线和其他控制线容易受到外部噪声的干扰。 电网上的强噪声从电源进入电路,即使是由电池供电的系统,电池本身也有高频噪声。 模拟电路内的模拟信号无法承受来自电源的噪声。

  5)注意印刷电路板和部件的高频特性

  高频时,印刷电路板上的导线、过孔、电阻、电容器、连接器的分布电感和电容器等不容忽视。 的分布电感不容忽视,电感的分布电容不容忽视。 通过电阻对高频信号的反射,引线的分布电容发生作用,当长度大于与噪声频率对应的波长的1/20时,发生天线效应,噪声通过引线向外部发射。

  6)零部件配置必须合理划分

  电磁兼容系统集成将部件排列在印刷电路板上的位置应充分考虑电磁干扰对策,原则之一是尽量缩短各部件之间的导线。 布局上合理划分模拟信号部分、高速数字电路部分、噪声源部分,如继电器、大电流开关等三部分,使彼此信号耦合小。

  (7)接地线的处理

  电磁兼容系统集成在印刷电路板上,电源线和地线是重要的,而克服电磁干扰的重要手段是地线。 在双面基板上,地线的配置特别讲究。 通过采用单点接地法,电源和地线从电源的两端连接到印刷电路板。 电源的一点、一点、印刷电路板上有多条返回地线,它们聚集在返回电源的触点上,所谓的单点接地,模拟的、数字的、大功率设备上的分离意味着布线分开,聚集在这个接地点。 连接印刷电路板以外的信号时,通常使用屏蔽电缆,对于高频信号和数字信号,将屏蔽电缆的两端接地,低频模拟信号用屏蔽电缆一端接地,对噪声和噪声非常敏感的电路和高频噪声特别严重的电路需要用金属罩屏蔽。

  以上介绍的就是常见电磁兼容系统集成问题及解决办法,如需了解更多,可随时联系我们!


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