1.電磁干擾的產(chǎn)生與傳輸
電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導傳輸方式,另一種則是輻射傳輸方式。傳導傳輸是在干擾源和敏感設(shè)備之間有完整的電路連接,干擾信號沿著連接電路傳遞到接收器而發(fā)生電磁干擾現(xiàn)象。
輻射傳輸是干擾信號通過介質(zhì)以電磁波的形式向外傳播的干擾形式。常見的輻射耦合有三種:1)一個天線發(fā)射的電磁波被另一個天線意外地接收,稱為天線對天線的耦合;2)空間電磁場經(jīng)導線感應而耦合,稱為場對線的耦合。3)兩根平等導線之間的高頻信號相互感應而形成的耦合,稱為線對線的感應耦合。
2.電磁干擾的產(chǎn)生機理
從被干擾的敏感設(shè)備角度來說,干擾耦合又可分為傳導耦合和輻射耦合兩類。
● 傳導耦合模型
傳導耦合按其原理可分為電阻性耦合、電容性耦合和電感性耦合三種基本耦合方式。
● 輻射耦合模型
輻射耦合是干擾耦合的另一種方式,除了從干擾源發(fā)出的有意輻射外,還有大量的無意輻射。同時,PCB板上的走線無論是電源線、信號線、時鐘線、數(shù)據(jù)線或者控制線等,都能起到天線的效果,即可輻射出干擾波,又可起到接收作用。
3.電磁干擾控制技術(shù)
①傳輸通道抑制
● 濾波:在設(shè)計和選用濾波器時應注意頻率特性、耐壓性能、額定電流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。濾波器的安裝正確與否對其插入損耗特性影響很大,只有安裝位置恰當,安裝方法正確,才能對干擾起到預期的濾波作用。在安裝濾波器時應考慮安裝位置,輸入輸出側(cè)的配線必須屏蔽隔離,以及高頻接地和搭接方法。
● 屏蔽:電磁屏蔽按原理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽三種。電場屏蔽包含靜電屏蔽和交變電場屏蔽;磁場屏蔽包含低頻磁場屏蔽和高頻磁場屏蔽。不同類型的電磁屏蔽對屏蔽體的要求不同。在實際的屏蔽中,電磁屏蔽效能更大程度上依賴于屏蔽體的結(jié)構(gòu),即導電的連續(xù)性。實際的屏蔽體由于制造、裝配、維修、散熱、觀察及接口連接要求,其上面一般都開有形狀各異、尺寸不同的孔縫,這些孔縫對于屏蔽體的屏蔽效能起著重要的影響作用,因此必須采取措施來抑制孔縫的電磁泄漏。
● 接地:接地有安全接地和信號接地兩種。同時,接地也會引入接地阻抗及地回路干擾。接地技術(shù)包括接地點的選擇、電路組合、接地的設(shè)計和抑制接地干擾措施的合理應用等。
● 搭接:搭接是指導體間低阻抗連接,只有良好的搭接才能使電路完成其設(shè)計功能,使干擾的各種抑制措施得以發(fā)揮作用。搭接方法可分為永久性搭接和半永久性搭接兩種,而搭接類型分為直接搭接和間接搭接。
● 布線:布線是印刷電路板電磁兼容性設(shè)計的關(guān)鍵,應選擇合理的導線寬度,采取正確的布線策略,如加粗地線,將地線閉合成環(huán)路,減少導線不連續(xù)性,采用多層板等。
、诳臻g分離
空間分離是抑制空間輻射騷擾和感應耦合騷擾的有效方法,通過加大騷擾源和接受器敏感設(shè)備之間的空間距離,使騷擾電磁場到達敏感設(shè)備時的強度已衰減到低于接受設(shè)備敏感度門限,從而達到抑制電磁干擾的目的。由電磁場理論可知,場強在近區(qū)感應場中以1/r3的方式衰減,遠區(qū)輻射場的場強分布按1/r方式減小。因此,為了滿足系統(tǒng)的電磁兼容性要求,盡量將組成系統(tǒng)的各個設(shè)備間的空間距離增大。在設(shè)備、系統(tǒng)布線中,限制平行線纜的最小間距,以減少串擾。在PCB設(shè)計中,規(guī)定引線條間的最小間隔。另外,空間分離也包括在空間有限的情況下,對騷擾源輻射方向的方位調(diào)整、騷擾源電場矢量與磁場矢量的空間取向的控制。
③時間分離
當騷擾源非常強,不易采用其他方法可靠抑制時,通常采用時間分隔的方法,使有用信號在騷擾信號停止發(fā)射的時間內(nèi)傳輸,或者當強騷擾信號發(fā)射時,使易受騷擾的敏感設(shè)備短時關(guān)閉,以避免遭受損害。時間分隔控制有兩種形式,一種是主動時間分隔,適用于有用信號出現(xiàn)時間與干擾信號出現(xiàn)時間有確定先后關(guān)系的情況;另一種是被動時間分隔,按照干擾信號與有用信號出現(xiàn)的特征使其中某一信號迅速關(guān)閉,從而達到時間上不重合、不覆蓋的控制要求。
、茴l譜管理
頻譜的規(guī)劃劃分是把各頻段劃分給各種無線電業(yè)務,為特定用戶制定頻段。制定國家標準規(guī)范是防止干擾以及在某些情況下確保通信系統(tǒng)達到所需通信性能的基礎(chǔ)。這包括無線電設(shè)備的核準程序,無線電發(fā)射機、接收機和其他設(shè)備型號核準所要求的最低性能標準文件。
⑤電氣隔離
電氣隔離是避免電路中傳導干擾的可靠方法,同時還能使有用信號正常耦合傳輸。常見的電氣隔離耦合形式有機械耦合、電磁耦合、光電耦合等。DC/DC變換器是一種應用廣泛的電器隔離器件,它將一種直流電壓變換成另一種直流電壓,為了防止多個設(shè)備共用一個電源引起共電源內(nèi)阻干擾,應用DC/DC變換器單獨對各路供電,以保證電路不受電源中的信號干擾。
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