电磁兼容技术及其在pcb设计中的应用 (1).doc

-MechanicalEngineering电磁兼容技术及其在PCB设计中的应用Ξ俞海珍,冯浩(浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州 310032摘要:在印制电路板的电路设计阶段就进行电磁兼容性(EMC设计是非常重要的。论述了电磁兼容技术及其在印制电路板中的应用,从印制电路板的选取到元器件的布置,地线、电源线以及信号线的设计,最后结合PROTEL公司的PROTEL99SE软件,给出了一种在PCB设计中减少电磁干扰的设计方法。关键词:印制电路板;电磁兼容;电磁干扰;PROTEL软件中图分类号:TN03 文献标识码:A 文章编号:1008-5300(200402-0001-03EMCTechnologyandItsApplicationtoPCBDesignYUHai2zhen,FENGHao(CollegeofInformationEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032,ChinaAbstract:It′sveryimportanttomakeconcurrent(EMCdesignduringthestageofthePCB′,includingthechoiceofPCB,thearrangementofelements,thedesignofgrounding,,integratingwithPROTEL99SE,:PCB;EMC;EMI;PROTELsoftware0 引言电磁兼容(EMC是一门新兴的综合性学科,它主要研究电磁干扰和抗干扰的问题。电磁兼容性是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下,不因电磁干扰而降低性能指标,同时它们本身产生的电磁辐射不大于检定的极限电平,不影响其它或系统的正常运行,并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠地工作的目的。而电磁环境电平是受试设备或系统在不加电时,于规定的试验场地和时间内,存在于周围空间的辐射和电网内传导信号及噪声的量值,这个电磁环境电平是由自然干扰源及人为干扰源的电磁能量共同形成的。电子设备和系统的电磁兼容性指标已成为电子设备和系统设计在研制时的一个重要的技术要求。现在已经有了抑制电子设备和系统的EMI国际标准,统称为电磁兼容(EMC标准,它们可以作为普通设计者布线和布局时抑制电磁辐射和干扰的准则,对于军用电子产品设计者来说,标准会更严格,要求更苛刻。国内外大量的经验表明,在产品的研制生产过程中越早注意解决电磁兼容性,则越可以节约人力与物力(图1。图1 早期解决电磁兼容性的必要性目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。所以保证印制电路板的电磁兼容性是整个系统设计的关键。这里主要讨论电磁兼容技术及其在PCB设计中的应用。1 电磁兼容技术不管复杂系统还是简单装置,任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件:首先应该具有干扰源;1Ξ收稿日期:2003-06-20其次有传播干扰能量的途径(或通道;第三还必须有被干扰对象(即:敏感设备的响应。所以控制干扰源的电磁辐射,切断或抑制电磁干扰的耦合通道,提高敏感设备的抗干扰能力是电子设备和系统电磁兼容性设计的主要内容。具体有以下几个方面的措施,用来实现电磁兼容性。 干扰电路电子设备中的单元电路应设计和选用本身电磁能量辐射小、抗干扰能力强的线路形式。小信号放大器应增大线性动态范围,提高电路的过载能力,减小非线性失真;功率放大器工作在甲类状态时,产生的谐波最少;工作在乙类时,应采用推挽形式来抑制二次谐波,丙类状态用于射频放大,为抑制谐波电平应采用锐调谐、高Q滤波器。 器件和电路的合理布局将容易受到干扰的敏感元器件和单元电路尽可能地与干扰源远离;输出与输入端口妥善隔离;高电平电缆与脉冲引线与低电平电缆分开排布。 正确的电磁屏蔽用屏蔽体包封干扰源,可以防止干扰电磁辐射向外传播;用屏蔽体包封被干扰电路,可以防止干扰电磁能量进入。电磁屏蔽虽然能够有效地切断近场感应和远场辐射等电磁干扰的传播通道,但它会造成电子设备散热困难、维修不便、成本增加,应根据最佳费效比进行设计。 良好的接地系统设计低阻抗的地线,单元电路和设备的接地系统、电缆屏蔽层的接地、信号电路屏蔽体的接地等的正确