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电磁兼容技术讲座
PCB电磁兼容设计
Boris Ma
PCB电磁兼容设计
基本内容
信号的频谱分析
干扰源分析
布线设计技术
叠层设计技术
地线设计技术
布局设计技术
信号完整性(SI)分析

2
PCB电磁兼容设计
1

V(t)

信号的频谱分析
τ= d + tr

τ
tr

d

tr

t
V (t ) =

ô
T

∞
n=1
T
2ð n
T

t + Ö n )

Cn = 2
Ö n = −
nð ô nð tr
ô sin( T ) sin( T )
T nð ô nð tr
T T
nð (ô + tr )
3
+ ∑ Cn cos (
T
PCB电磁兼容设计
谐波幅度
A1

信号的频谱分析

A1 = 2τ/ T
-20dB/dec
A2

-40dB/dec
A3

A2 = / T f
A3 = / T tr f2
1/ðτ

1/ðtr

频率(对数)
上升(或下降)时间越短,信号所含高频分量越丰富。

4
PCB电磁兼容设计
常见逻辑器件的上升时间
举例:
如tr=10nS,则频谱带宽为BW=1/πtr=32MHz
逻辑器件是一种骚扰发射较强的、最常见的宽带骚扰源,器
件的翻转时间越短,对应的逻辑脉冲所占的频谱越宽。
5
逻辑族
CMOS
HCMOS
TTL
LSTTL
STTL
开关时间
50nS
9nS
10nS
5nS
3nS
PCB电磁兼容设计
ΔI噪声干扰
1
2

寄生电容

3

4

6
PCB电磁兼容设计
导线的阻抗
7
频率
Hz
d =
10cm 1m
d =
10cm 1m
d =
10cm 1m
d=
10cm 1m
10Hz
µ
517µ
327µ




133m
1k
429µ

m
632µ



14m
144m
100k

712m
54m
828m




1M
426m

540m

714m
10
783m

5M





50

53
10M





100

106
50M

356
27
414

500

530
100M

54

77
150M

81
107
115
PCB电磁兼容设计
共模干扰与差模干扰
PCB电磁兼容设计
共模干扰
E=Kf L I
E--幅射电场强度(远场)
f--电流频率
L–线的长度
I –共模电流大小
PCB电磁兼容设计
差模干扰
E = K f2 A I
E--幅射电场强度(远场)
f--电流频率
A--回路面积
I--回路中电流大小