基于S3C2440嵌入式系統(tǒng)主板的電磁兼容性設(shè)計

　　隨著電子設(shè)備的頻率越來越高，世界各國對電子產(chǎn)品電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行變得越來越嚴(yán)格，如何保證能在有限時間很好地在設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)并解決EMI／EMC問題非常重要，而PCB往往是一個電子系統(tǒng)的核心構(gòu)成部分，一個經(jīng)仔細(xì)電磁干擾設(shè)計的PCB板，能大幅度降低阻抗不匹配、傳輸線問題、信號互相耦合等現(xiàn)象引發(fā)的信號反射、延遲等線路不穩(wěn)定因素，同時也可達(dá)到降低電磁輻射發(fā)射干擾，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本文將以嵌入式系統(tǒng)主板為平臺，運用 EMIStream仿真軟件，并采用源端串聯(lián)端接阻抗的方法分析了解決嵌入式高速主板存在的電磁干擾問題。

　　1 電磁兼容性

　　1．1 電磁兼容和電磁干擾

　　電磁兼容（electro magnetic compatibility，EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行，并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾（EMI）不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度（EMS），即電磁敏感性。

　　電磁干擾（EMI）是指由于電磁騷擾而引起設(shè)備、系統(tǒng)或傳播通道的性能下降。電磁干擾形成需要3個要素：

　?。?）電磁干擾源：產(chǎn)生電磁干擾的任何電子設(shè)備或自然現(xiàn)象。

　?。?）耦合途徑：將電磁干擾能量傳輸?shù)绞芨蓴_設(shè)備的通道或媒介。

　?。?）被干擾的敏感設(shè)備：受到電磁干擾的設(shè)備。

　　電磁干擾的耦合途徑可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合兩種。傳導(dǎo)耦合主要是指沿電源線或信號線傳輸?shù)碾姶篷詈稀ｋ娮酉到y(tǒng)內(nèi)各設(shè)備之間或電子設(shè)備內(nèi)各單元電路之間存在各個連線，如電源線、傳遞信號的導(dǎo)線，以及公用地線等，這樣就可能使一個設(shè)備或單元電路的電磁能量沿著這類導(dǎo)線傳輸?shù)狡渌O(shè)備和單元電路，從而造成干擾；輻射耦合是指通過空間傳播進(jìn)入設(shè)備的電磁干擾。干擾源的電源電路、輸入／輸出信號電路和控制電路等導(dǎo)線在一定條件下都可以構(gòu)成輻射天線。若干擾源的外殼流過高頻電流時，則該外殼本身也成為輻射天線。在PCB電路板中，電磁能通常存在兩種形式，差模EMI和共模EMI。

　　1．2 電磁干擾的危害

　?。?）對電子系統(tǒng)、設(shè)備的危害。電磁干擾有可能使系統(tǒng)或設(shè)備的性能發(fā)生有限度的降級，甚至可能使系統(tǒng)或設(shè)備失靈，干擾嚴(yán)重時會使系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生故障或損壞。

　　（2）對武器裝備的危害。現(xiàn)代的無線電發(fā)射機(jī)和雷達(dá)能產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射場。這種輻射場能引起裝在武器裝備系統(tǒng)中的靈敏電子引爆裝置失控而過早啟動；對制導(dǎo)導(dǎo)彈會導(dǎo)致偏離飛行彈道和增大距離誤差；對飛機(jī)會引起操作系統(tǒng)失穩(wěn)，航向不準(zhǔn)，高度顯示出錯，雷達(dá)天線跟蹤位置偏移等。

　　（3）電磁能對人體的危害。電磁輻射能一旦進(jìn)入人體細(xì)胞組織就要引起生物效應(yīng)，即局部熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。電磁輻射引起人體病變癥狀有：頭暈、乏力、記憶力減退、心悸、多汗、脫發(fā)和睡眠障礙等。

　　因此，電磁輻射已成為必須予以控制的環(huán)境污染內(nèi)容之一，許多國家都已制訂了《電磁波照射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

　　1．3 EMC的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

　　（1）國際級，例如IEC標(biāo)準(zhǔn)；

　　（2）分會議級，例如CISPR出版物；

　?。?）CE級，例如歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)EN；

　?。?）國家級，例如國家GB，F(xiàn)CC等；

　　（5）軍用標(biāo)準(zhǔn)，例如國家軍標(biāo)GJB，美軍標(biāo)MIL。