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成功设计符合EMC/EMI设计要求的十个技巧

成功设计符合EMC/EMI测试要求的十个技巧
1.保持小的环路
当存在一个磁场时,一个由导电材料形成的环路充当了天线,并且把磁场转换为围绕环路流动的电流。电流的强度与闭合环路的面积成正比。因此,应尽量地避免环路的存在,并使必要的封闭区域的面积尽可能地小。比如,当有差分数据信号时,就可能存在一个环路。在采用差分线路的发送器和接收器之间会形成一个环路。
另一种常见的环路出现在两个子系统共用某个电路的场合,也许是一台显示器和负责驱动该显示器的引擎控制电路 (ECU)。在汽车底盘中有一根公共的接地 (GND)线,即显示端和系统的 ECU 端至该 GND 的一根连接线。当视频信号连接至具有其自己的接地线的显示器时,会在接地平面的内部形成一个巨大的环路。在有些场合中,此类环路是不可避免的。然而,通过在至地的连接线中引入一个电感器或铁氧体磁珠,虽然 DC 环路仍然会存在,但是从 RF 辐射的角度来看,这个环路被断开了。
另外,当通过双绞线电缆传送信号时,每对差分驱动器 /接收器都将形成一个环路。一般地,由于双绞线是紧密耦合的,因此对于链路的电缆部分而言该环路的面积很小。不过,一旦该信号到达电路板,则应保持紧密耦合以避免扩大环路面积。
2.旁路电容中必不可少的
CMOS 电路非常受欢迎,部分原因即在于其拥有高速度和非常低的功率耗散。理想的 CMOS 电路仅在其改变状态以及节点电容需要充电和放电时消耗功率。从电源的观点来看,平均流耗为 10 mA 的 CMOS 电路在时钟转换期间吸收的电流可能要高出许多倍,而在时钟转换周之间的流耗则非常低甚至为零。因此,辐射限制方法重点关注的是电压和电流的峰值,而不是平均值。
在时钟转换过程中从电源至芯片电源引脚的电流浪涌是一个主要的辐射源。通过在每个电源引脚的附近布设一个旁路电容器,在时钟脉冲边沿期间为芯片供电所需的电流将直接由该电容器提供。随后,在时钟转换周期之间该电容器上的电荷利用一个较低、较稳定的电流来积聚。较大的电容器适合于提供电流的激增,但对于高速要求的反应能力欠佳。非常小的电容器能够对需求做出快速反应,但是它们的总电荷容量有限并且很快就会耗尽。对于大多数电路来说,最佳的解决方案是将不同大小的电容器并联混用(也许是 1μF 和 0.01μF 电容器的并联)。把较小的电容器布设在非常靠近器件电源引脚的地方,而较大的电容器则可安放在距离电源引脚远一点的地方。
3.良好的阻抗匹配可最大限度地降低 EMI
当高速信号通过一根传输线传送并在该传输线上遇到了特征阻抗的变化时,部分信号将被反射回信号源,部分这信号将沿着原来的方向继续传送。反射将导致辐射,一点是不会改变的。为了实现低 EMI,必需遵循合适的高速设计惯例。有大量上佳的资源为您提供了有关传输线设计的信息。这里给出了一些在设计传输线时建议采取的预防措施:
请记住,在接地平面和信号走线之间存在信号。辐射可以由信号走线或接地平面的中断所引起,因此应留意信号走线下方的接地平面切口或中断。
设法避免在信号走线的排布当中出现锐角。精巧弯曲的拐角要比直角转弯好得多。
通常,FPD-Link 信号将让组件对其进行分接;例如:同轴电缆供电、电源连接、AC耦合电容器,等等。为了最大限度地减少这些组件上的反射,可尝试使用诸如0402 规格的小型组件,并把走线的宽度设定得与 0402组件焊盘的宽度相同。而且,还务必通过控制叠层中的电介质厚度来设定走线的特征阻抗。
4.屏蔽

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