EMC与布线综合解决方案(第二版).ppt

emc与布线综合解决方案,北京光华世通科技有限公司 rev. 2010/06,基本知识,1 骚扰源的传输路径 产生干扰的三个要素：干扰源、耦合路径、潜在的易受干扰的器件。 设备本身空间辐射产生电磁耦合 导线传输进入敏感设备 设备导线之间产生串扰,北京光华世通科技有限公司,基本知识,2. 导体的分布参数及导体间介质的关系 信号通过导线传输，通常在理想情况下只考虑导线的电阻，但实际的传输导线都存在分布电容和电感，尤其在传送频率高的情况下，就要考虑分布参数的影响。分布电容与电感的乘积等于常数，它们与导体间介质的相对磁导率和介电常数有关, 该常数表征了传输线的品质。 l c = =常数,北京光华世通科技有限公司,基本知识,3. 回路的分布参数 假设导线间距相同，三者的分布参数比较为： la lb lc； ca zb zc；,北京光华世通科技有限公司,基本知识,4. 地线干扰的产生,北京光华世通科技有限公司,基本知识,5. 传输线阻抗匹配 特性阻抗 z = 反射系数：源端 负载端 阻抗匹配条件：rq =z 或者 z= rv,北京光华世通科技有限公司,基本知识,6. 共模干扰与差模干扰 差模干扰 共模干扰,北京光华世通科技有限公司,基本知识,7. 辐射天线 大回路面积形成磁场天线 距离较远的极子形成电场天线 大部分emc问题与传输线形成的天线有关，尤其是由于阻抗失配形成的单极天线。,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,1. 电气柜输入输出线的位置 错误的布线,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,1. 电气柜输入输出线的位置 正确的布线（采用icotek集成电缆引入板）,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,2. 由缝隙导致的天线 错误 正确,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,2. 由缝隙导致的天线 正确(采用onyx导电屏蔽材料填充接缝),北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,总结： 如何选用正确的电磁屏蔽方案 低频场： 电场：采用高导电率材料 磁场：采用高导磁率材料 高频场： 电场：闭合路径、良好连续性的导电材料 磁场：电磁吸波材料,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,3. 消减天线效应,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,4. 降低平行导线的电磁场耦合 电场耦合 磁场耦合,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,4. 有序布线降低平行导线的电磁场耦合 （采用icotek电缆引入系统）,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,4. 有序布线降低平行导线的电磁场耦合 （采用icotek电缆引入系统）,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,5. 采用铁氧体降低导线的共模干扰,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,6. 采用滤波器降低共模与差模干扰,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,7. 电缆屏蔽层接地（电场分析） 屏蔽层不接地导致的问题,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,8. 电缆屏蔽层接地（电场分析） 屏蔽层单端接地,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,9. 电缆屏蔽层接地（磁场分析） 在干扰源产生的磁场中，电缆屏蔽层通过其产生的感应电动势，在屏蔽层产生反向电流，形成反向磁场，从而消减干扰源产生的磁场，达到屏蔽作用，如果屏蔽层单端接地或不接地，感应电动势在屏蔽层不能形成反向电流，达不到屏蔽作用。,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,10. 电缆屏蔽层接地（磁场分析） 两端接地后，共模干扰电流在屏蔽层上产生反向电流，因此i1与i2产生的磁场互相抵消，起到屏蔽作用。a点分流为i3（经参考地）、i2（屏蔽层）流回源端。,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,11. 电缆屏蔽层接地（综合分析） 在大部分情况下，推荐为屏蔽层双端低阻抗接地，以使屏蔽层发挥最大作用 在电缆线很长的情况下，要考虑屏蔽层每隔一段距离多点接地,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,10. 屏蔽层单端接地的适用条件： 线路阻抗非常高，因而只考虑电场，磁场被忽略。 频率较低，电缆长度低于1/4波长，电缆上的电磁干扰不能有效耦合到屏蔽层上 互联设备间的地电位不一样，或地之间有较大的电磁串扰，则双端接地将产生地线串扰。 对于较敏感的信号，比如模拟量信号，双端接地将会受到即使是很低的地线串扰的干扰。,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,7. 电缆屏蔽层单端接地的方法 通常低频的模拟信号采用单端接地，以防产生地环流，单端接地应保证屏蔽层与信号线间的电压降相等，连接方法参考图：,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,9. 电缆屏蔽层接地总结,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,10. 电缆屏蔽层接地应注意的问题 双端接地: 确保连接经过一个大的导电区域 （低感应系数）。要时刻注意屏蔽层的并联阻抗应该小于自身阻抗的1/10。电缆桥架、机械框架、其它大面积屏蔽层或者其它低阻抗并行电缆都能够使系统作到等电位。 建议将模拟量信号彼此间屏蔽，确保正确的等电位连接，只有在这种情况下进行双端接地。 通常金属箔屏蔽层的传输阻抗远远大于铜编织线的屏蔽层，其效果相差510倍, 不能用作数字信号电缆。,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,11. 电缆屏蔽层接地应注意的问题（二） 要采用大面积低阻抗环接，不要将屏蔽层只是接在地插针上,避免“猪尾巴”现象。 如果当屏蔽层双端接地时电缆屏蔽层发热，或者屏蔽层碰到电控柜外壳或者屏蔽总线时打火，说明等电位连接不可靠，需改进或只能进行单端接地。 应用适当的滤波方案配合接地，将起到很好的抑制干扰和抗干扰效果。尤其在系统无法做到较干净的等电位地连接的情况下。,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,12. icotek电缆屏蔽层接地方案,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,icotek电缆屏蔽层接地方案,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,icotek电缆屏蔽层接地方案,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,icotek电缆屏蔽层接地方案,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,icotek电缆屏蔽层接地方案,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,icotek电缆屏蔽层接地方案,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,13. 铁氧体磁环降低线路电磁干扰 美国fair-rite产品专用于降低emi电磁干扰，按需要抑制的频率划分，可分为：,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,14. 铁氧体磁环的形式,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,15. 选择铁氧体磁环应注意的问题 铁氧体磁环的内径应与使用的线缆尽量配合，即磁环内径不应比线缆外径大很多，以获得最佳的性能 在单匝穿过效果不明显的情况下，考虑使用较大内径磁环多匝使用，一般来说，用于emi抑制最多不要超过34匝为宜。 在多匝使用的情况下，有效抑制频段会偏向低频，因此多匝使用可以考虑用更高磁导率的材料。,北京光华世通科技有限公司,emc布线解决方案,16.