控制技术概要

1、EMI控制技术概要表10.2 EMI控制中，元件、印刷电路板、互连设备的使用准则1. 确保电容器的自卸频率大于电路中通过的最高频率。2. 确保电感的自卸频率大于使用的最高频率。3. 若不能保证以上两条，则可以增加射频或微波设备以达到比较高的频率。4. 带有电容或者电源保护器的旁路EMI（电磁干扰）噪音穿过电动机或者发电机的电刷，或者经过每个电刷与接地框架相连。5.6.7. 选择噪音免疫水平最高的器件作为逻辑设备。8. 尽可能满足第六和第七条的规定。9. 接地皮带或者箔带的长宽之比不能超过5。10. 防止有源器件受到射频解调。11. 多余的电缆应绕成蛇纹石型或带状，不要绕成螺旋状或线型。12.

2、用箔带来保护电缆。13. 有源器件应配有电涌防护器，可以利用混合气体管和固态电源保护器。14. 大型电容滤波器，如屏蔽外罩，应该使用内嵌电感和电源保护器来防护。印刷板的指导说明1. 电路板的印刷轨迹高度应极可能低。位于电路板边缘的走线离电路板边缘的距离不小于走线的映像平面高度的3倍。（或者板厚度的3倍）互联设备和系统指导说明1. 在试图以互连设备和系统水平控制电磁干扰前，确保电磁干扰控制以比较低的水平输出。2. 为了减少接地环路面积，应使系统各元件尽可能紧凑。3. 为了减少接地环路面积应把电缆布线在接地板或大量金属堆积处。4. 尽可能把互联电缆放置在金属管道和电缆托盘中。5. 在把电缆放入专用

3、电缆托盘，管道和桥架之前，应把电缆分为电力电缆，模拟电缆和数字或射频电缆。6. 若需要电缆屏蔽，可以采用箔带（防止高频或低频干扰）接地或与设备箱的出口处相连。7. 在外壳的连接器处增加外部EMI滤波器，或者针式过滤器或者平面电容器。8. 设备内部端子带不能直接引入原始的电缆，应首先在设备箱中除去电缆的共模电流。9. 把多余电缆来回折成蛇纹石型或带状，不要折成螺旋状。10. 若需要少量共模抑制（小于10dB）则可以给设备I/O连接器处增加铁氧体磁心。11. 若需要大量共模抑制（大于10dB）则在设备连接器处增加外部电缆滤波器或连接过滤器。（FPCS和PCAS）12. 任何使连接器后部过大的（操作

4、）技术都是不理想的，如卷曲风扇的构造。13. 带夹导线或导电环氧封料的金属罩可以对连接器做360°圆周屏蔽。盒对电源网络的传导电源网络对盒的传导盒与盒的传导盒与盒的辐射盒的辐射场辐射场中的盒电缆与电缆的串扰辐射场中的互连电缆（差模）辐射场中的互连电缆（共模）互连电缆的辐射场（差模）互连电缆的辐射场（共模）接地阻抗修正耦 合 路 径 *1.*2.屏蔽线*3.同轴电缆*4.EMI屏蔽端子*5.减少接受地回路面积*6.屏蔽室*7.*8.均衡电路*9.隔离变压器*10.光学隔离器*11.光纤*12.单点接地*13.接地阻抗控制*14.浮点电路*15.接地电感*16.*17.转移共地电流*18

5、.超前电容控制*19.超前电感控制*20.信号引导滤波器 盒对电源网络的传导电源网络对盒的传导盒与盒的传导盒与盒的辐射盒的辐射场辐射场中的盒电缆与电缆的串扰辐射场中的互连电缆（差模）辐射场中的互连电缆（共模）互连电缆的辐射场（差模）互连电缆的辐射场（共模）接地阻抗修正耦 合 路 径 *21. 电力线路滤波器*22.电力隔离变压器*23.供电解耦*24.瞬态抑制器*25.电源保护器*26发射控制回路面积*27.辐射控制电流*28.辐射控制上升时间*29.分裂导线*30.负载阻抗控制的串扰*31.盒屏蔽*32.E场屏蔽*33.H场屏蔽*34.导电带*35.导电涂料*36.电气垫圈*37.导电观察窗

6、*38.冷却孔防护罩*39.漏盒防护罩*40.连接器后盖*41.ESO元件防护罩 图10.1定义的技术在控制传导耦合路径产生的电磁干扰中将会被用到。图10.2和10.3总结了与电磁兼容（）接地相关的考虑因素。图10.4概括了电缆的控制辐射，组装和串扰技术。图10.5给出了控制地回路辐射和接受的技术。接收源模拟器件数字器件视频显示录音机仪表传感器控制系统接收器资源电源点机感应负载高质量模拟数字信号发射器EM环境 传导电磁干扰可应用的EMI控制技术差模 共模电源 信号 电源 信号 滤波器 滤波器 滤波器 滤波器 铁氧体磁芯 铁氧体磁芯 铁氧体磁芯 铁氧体磁芯 隔离变压器 隔离变压器 隔离变压器 隔

7、离变压器 瞬态抑制器 瞬态抑制器 平衡系统 均衡电路 浮点 浮点 接地电感 接地电感 光学隔离器图10.1 传导耦合EMI控制技术总结EMI接地·如果可以的话，使用单点接地（如：低频率）·直流和交流电源，模拟信号、数字信号，底座应分开接地。·每个重要的电路应使用专用回路。·使用大的接地导体减小阻抗·不要“优化链接”（菊形链接）图10.2 接地阻抗耦合EMI控制技术通过增加地回路阻抗达到“不接地”的方法或其它转移设备输入共模电流的措施：·未接地的电路、板、箱子和设备·射频浮地设备，柜子和射频阻塞控制台·设备外壳内浮地

8、盒屏蔽·使用均衡电路·使用隔离变压器·使用法拉第屏蔽隔离变压器·增加铁珠粉·使用共模电容·使用光化学隔离器1. 使用光纤电缆辐射与接收EMI控制 共模 差模 场对导线 场对导线 导线对导线 导线对场 导线对场 ·减小焊接长度 · 减小环路面积 ·减小环路面积 ·水平间距 （导线尽量接近地面） ·减小操作频率 ·减小操作频率 ·减小操作频率 ·绞合线对 ·绞合线对 ·屏蔽整个系统 ·绞合/屏蔽导线对 ·屏蔽双绞线 &#

9、183;光纤 ·光纤 ·同轴电缆 ·光纤 图10.3地回路耦合的EMI控制图10.4 电缆辐射与接收EMI控制图10.6指出了导线和电缆串扰控制技术。图10.7为屏蔽技术。图10.8是印刷电路板边界制作的指导说明。控制地回路辐射和接收1. 通过导线与地面靠近最小化回路面积2. 导线越短越好3. 如果可以，使浮地设备和（或）电路在一端（或两端）4. 屏蔽全部地回路面积附录A电缆与电缆的耦合此附录提供了预测容性和感性电缆串扰的基本方法，而这些方法基于研究电缆长度、两线之间的距离、导线距地面的高度、负载阻抗和频率等。图A1和A2是具有代表性的平行导线或电路容性和感性耦合

10、的电路图。一览表A1 是电缆与电缆耦合的步骤。 导线和电缆串扰控制1. 不要把不同类型的电缆捆在一起2. 让电缆靠近底座3. 给模拟信号使用同轴电缆4. 分开数字信号电缆5. 屏蔽低品质模拟6. 请勿把电缆束暴露在阳光下7. 把电缆束以正确角度交叉图10.5地回路辐射和接收控制图10.6 导线和电缆串扰控制控制电磁干扰（EMI）屏蔽1. 屏蔽元件、电路、设备、导线和电缆以控制电磁干扰2. 利用金属或金属塑料进行屏蔽3. 保护缝隙预防泄漏4. 金属与金属接触处保持良好或提供EMI垫圈防止焊缝泄露图10.7 控制EMI屏蔽印刷板电路边界的指导说明·良好的边界金属表面应该接触紧密·

11、;表面应光滑、干净·无不导电的覆盖层·使接触面有足够的压力达到紧固的目的·掺入相似的金属·选择冲洗器（可替代的）·选择具有保护性的覆盖层·不要对机械强度材料使用焊接·保护连接和粘合，防止湿水或其它腐蚀·跨接仅仅可以替代直接连接 ·低R或低L保持简短·在电化学连接元件之间避免跨接·使长和宽的比例大于5·基本结构直接连接，不通过邻近元件·不使用自攻螺钉图10.8印刷板边界指导说明一览表A2是性电缆与电缆的耦合，长1m，截面积为0.324mm两端为100的阻抗。一览表A3

12、是在标准化分贝下感性电缆与电缆的耦合，长为1m，截面积为0.324mm两端为100的阻抗。图A.1 导线或电路之间的电容耦合 图A.2导线或电路之间的电感耦合表A.1 电缆与电缆耦合计算步骤·选择频率 （为脉冲上升时间）·选择合适的增量h： h=；为发射器，为接收器导线长度·选择最近的导线分支·在dB中查找合适的 为电容耦合 为电感耦合·校正阻抗和普通线长 =+ =+选择和中较大的一个·在任何情况下，达到最大值0dB,串扰是消极的为发射器电路的负载：如果=，接收器电路负载或；如果不相同，则用=。对于公式，分母上的50代表100的两个电

13、阻并联后的结果。表A.2容性电缆与电缆的耦合（规范为1m,阻抗100，截面积为0.342mm） 发射器阻抗为100；接收器阻抗=100表A.3感性电缆与电缆的耦合（规范为1m,阻抗100，截面积为0.342mm）发射器阻抗为100；接收器阻抗=100P269,270图略 271电容与电容的耦合1. 问题：母板互连导线 两条平行线 H=1mm或S=1mm =150 =40cm =3纳秒2. 解决方案（在106MHZ下） 容性耦合=-14dB+20=-18dB 感性耦合=-13dB+20=-24dB 较大的是电容耦合等于-18dB 耦合电压：11dBV-18dB=-7dBV=450mV 电磁干扰是

14、由于450mV>300mV噪声免疫水平3. 讨论不同的电磁干扰的修正 Average Height：平均高度； above Ground地面以上 Wire Seperation：线距图A.3 母板连线之间的耦合范例索引A 复合吸收122 导体电感162吸附损失116 连接器后盖243黏附材料，导电材料165 同轴251相邻信号频率36电磁干扰控制总结254天线辐射特性48 针式过滤器251天线特性 90 特性总结252功率密度51 铁芯饱和度影响189传播效果51 腐蚀控制169雪崩二极管225 腐蚀保护172硅226电缆与电缆耦合267 B 计算268 电容74,268母板连线271

15、接地电阻69均衡电路102 场与电缆71电位均衡导体168 接地回路69粘合复合材料和导电塑料166 感应72,268方向163 耦合模式5,66不良效果161 压接（卷边）环端子248覆盖层（表面粗糙度）170 交叉调制42指南266 串扰74,199无方向167 设备224锁垫圈 164 串行连接247电阻和阻抗162分贝23软焊接164定义13钎焊165脱敏，减敏现象42宽带辐射21E宽带噪音4C电场113 电解腐蚀170电缆 电磁兼容估计52 重要参数230 垫圈155 屏蔽229 电磁兼容设计交流系统28 端子230,237频率与极化50互连设备79焊接接头165 系统之间的8电容耦

16、合7 系统定义8同道干扰41 系统设计与开发9接地电阻91 系统操作10共模感应器189 电动势109共模抑制215 相邻信号的电磁干扰27基本元素61 电场强度73相关特性76 场理论111公共信息26 远场条件113共模68 近场条件113传导6,14,67 滤波器共模和差模188控制技术总结257 共模等效电路191耦合5,66 寄生电容控制192差模68 截止频率184效果3 电磁干扰和射频干扰210基本输出64 供电开关195超频57 高频率操作192 超频28 最大化衰减值184辐射14 通频带181辐射路径6 电源线186资源4,5,63 选择194系统品质控制76 信号196发

17、射、接受器26 阻带181发射器4 类型182接受机5 傅里叶级数15电磁干扰控制258 傅里叶变换16共地阻抗263 自由空间传播51传导路径263 相邻信号频率36耦合路径261 基本4地回路耦合264 互连260 分开31印刷电路板259 G辐射264导线与电缆串扰265 电化腐蚀169宽带辐射21 垫圈使用要求和约束条件151相干宽带21 类型和材料比较150频率波长22 压缩设置146基础35 导电塑料和弹性体148谐波含量39 联合受力143不相干宽带22 针织金属丝网147窄带20 安装152 发射器34 选择静电释放20，109,221 压缩压力要求144F 选择150法拉第屏

18、蔽206 弹簧垫圈149 理论142铁氧体磁心199 地回路69,93,94,220光纤102 放大106接地定义82 噪声共模和差模204混合98 发射器52子系统中95 未设计频率50对电磁干扰控制的影响109 O多点97 光学隔离器102,211方案选择98 法拉第屏蔽220单点96 P系统配置103 寄生88,185,191 高频接地系统模式88 控制192阻抗85 平面波114阻抗特性83 极化依赖电感85 电源密度51电阻性能84 传播方向51H 效果51日冕环247 全方位51谐振幅度小结40 谐振辐射水平39 R混合瞬态抑制器227 辐射场强度73I 辐射天线29,48,50中

19、频选择42 附带64共地阻抗65,91 路径5共源65 印刷电路板71输入/输出电容214 插入损耗194 辐射场113同频干扰41 辐射电阻91相邻信号接收器42 接收机互调44边缘干扰30 选择31,43互调37,42,54 接收器44 抗扰度40隔离器201 反射114泄漏电抗190,209 反射损耗117,122闪电20,81,109,168,22 电磁场119损失材料199 相对带宽31磁场113 S磁导率199 导电密封剂156插入损耗的测量方法251 导电环氧树脂155控制电磁干扰的发射与敏感度要求29,39,46 导电油脂157旁带调频35 屏蔽音频线端子250多管脚连接器24

20、5 妥协126N 效果123窄带辐射20 材料123中性点接地208 端子230,241,245 超隔离207导线端子249 变压器、隔离器204导电玻璃139 瞬时抑制器221孔控制轴139 混合227电磁干扰垫圈142 瞬时18,65间隙尺寸129 资源19 传输114指示按钮和灯140 发射机，发射特性34筛网133 互调4,37间隙和节点128 调制包络31通风开口131 噪声36,52观察孔135 非线性4冲击及火灾危害81 杂散发射29分流电容209 发射机4信号傅里叶变换16 双绞线239光谱表示16 单点接地96 光谱振幅16 电压驻波比252杂散频率4 W寄生电容162 焊接165抗扰设备6,74 Z接收器40 齐纳二极管系统生命周期6T变压器中的电容耦合205作者简介威廉·达夫总裁SEMTAS公