“開關(guān)噪聲－EMC基礎(chǔ)篇”前后共有21篇文章，本文是最后一篇。從“EMC基礎(chǔ)”知識開始，以開關(guān)電源為前提分別介紹了“降噪對策（步驟與概要）”、“使用電容器降低噪聲”、“使用電感降低噪聲”、“其他降噪對策”相關(guān)的基礎(chǔ)內(nèi)容。本文將對各篇文章的關(guān)鍵要點做最終總結(jié)。
＜EMC基礎(chǔ)＞
?何謂EMC
關(guān)鍵要點
?EMC（電磁兼容性）是指兼?zhèn)銭MI和EMS兩方面的性能。
?EMI（電磁干擾）是指因輻射/發(fā)射（Emission）電磁波而對環(huán)境產(chǎn)生的干擾。
?EMS（電磁敏感性）是指對電磁波干擾（EMI）的耐受性/抗擾度（Immunity）。
?頻譜基礎(chǔ)
關(guān)鍵要點
?當(dāng)頻率升高時，頻譜振幅整體增加。
?上升/下降延遲時，進(jìn)入-40dB/dec衰減時的頻率降低，頻譜的振幅衰減。
?Duty變更時，雖然會產(chǎn)生偶次諧波，但對譜峰無影響。基波頻譜衰減。
?僅上升延遲時，tr分量從更低的頻率開始衰減。
?差模（常模）噪聲與共模噪聲
關(guān)鍵要點
?電磁干擾EMI大致可分為“傳導(dǎo)噪聲”和“輻射噪聲”兩種。
?傳導(dǎo)噪聲可分為差模（常模）噪聲和共模噪聲兩類。
?關(guān)于輻射噪聲，差模噪聲的線纜環(huán)路面積、共模噪聲的線長是非常重要的因素。
?注意；即使條件相同，共模噪聲帶來的輻射遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于差模噪聲。
?何謂串?dāng)_
關(guān)鍵要點
?平行的布線間會產(chǎn)生串?dāng)_。
?串?dāng)_的因素有雜散（寄生）電容引發(fā)的電容（靜電）耦合和互感引發(fā)的電感（電磁）耦合。
?開關(guān)電源產(chǎn)生的噪聲
關(guān)鍵要點
?在開關(guān)時會產(chǎn)生急劇電流ON/OFF的環(huán)路中，會因寄生分量產(chǎn)生高頻振鈴＝開關(guān)噪聲。
?這種開關(guān)噪聲可通過優(yōu)化PCB板布線等來降低，但即使這樣，殘留的噪聲也會作為共模噪聲傳導(dǎo)至輸入電源，因此需要采取防止噪聲漏出的措施。
＜降噪對策＞
?降噪對策步驟
關(guān)鍵要點
?隨著開發(fā)進(jìn)程的推進(jìn)，可使用的降噪對策技術(shù)和手段越來越有限，對策成本也越來越高。
?在產(chǎn)品開發(fā)的初期階段，預(yù)先進(jìn)行充分探討與評估，可以從容有效地采取降噪對策。
?掌握噪聲的種類和性質(zhì)，并針對不同的噪聲采取不同的有效對策是非常重要的。
?降噪對策按照“把握頻率成分→把握產(chǎn)生源和傳導(dǎo)路徑→強化GND→增加降噪部件”的步驟進(jìn)行。
?開關(guān)電源噪聲對策的基礎(chǔ)知識
關(guān)鍵要點
?要想降低差模噪聲，可在電路板上縮小大電流路徑的環(huán)路面積，并增加最優(yōu)解耦和輸入濾波器。
?盡可能地抑制噪聲的發(fā)生源–差模噪聲是非常重要的，也關(guān)系到降低共模噪聲。
?要想降低共模噪聲，可縮短布線，抑制串?dāng)_，切斷（濾波）共模路徑。
?開關(guān)電源的輸入濾波器
關(guān)鍵要點
?開關(guān)電源的輸入濾波器，需要針對共模噪聲和差模噪聲分別采用不同的處理。
?對共模噪聲使用共模濾波器。
?對差模噪聲使用由電容器、電感、磁珠、電阻等部件組成的濾波器。
＜使用電容器降低噪聲＞
?電容的頻率特性
關(guān)鍵要點
?降噪用電容器的選型需要根據(jù)阻抗的頻率特性進(jìn)行（而非容值）。
?容值和ESL越小，諧振頻率越高，高頻區(qū)域的阻抗越低。
?容值越大，容性區(qū)域的阻抗越低。
?ESR越小，諧振頻率的阻抗越低。
?ESL越小，感性區(qū)域的阻抗越低。
?使用電容器降低噪聲
關(guān)鍵要點
?通過降低目標(biāo)噪聲頻率的阻抗來降低噪聲幅度。
?降噪用電容器的選型需要根據(jù)阻抗的頻率特性進(jìn)行（而非容值）。
?去耦電容的有效使用方法要點1
關(guān)鍵要點
?去耦電容的有效使用方法有兩個要點：①使用多個電容，②降低電容的ESL。
?使用多個電容時，容值相同時和不同時的效果不同。
?去耦電容的有效使用方法要點2
關(guān)鍵要點
?去耦電容的有效使用方法有兩個要點：①使用多個電容，②降低電容的ESL。
?通過降低電容的ESL，可改善高頻特性，并可更有效地降低高頻噪聲。
?有的電容雖然容值相同，但因尺寸和結(jié)構(gòu)不同而ESL更小。
?去耦電容的有效使用方法其他注意事項
關(guān)鍵要點
?理解Q與頻率－阻抗特性之間的關(guān)系，并根據(jù)目的區(qū)分Q的差異。
?高Q電容窄帶阻抗急劇下降。低Q電容在較寬頻段相對平緩下降。
?PCB圖形的熱風(fēng)焊盤等會增加電感分量，使諧振頻率向低頻端移動。
?探討對策時的試裝，如果不按照現(xiàn)實的修改實際安裝，很可能在修改后的PCB板上無法獲得探討時的效果。
?電容量變化率大時，諧振頻率會變化，無法獲得目標(biāo)頻率理想的噪聲消除效果。
?在溫度條件和變動較大的嚴(yán)苛應(yīng)用中，可以探討使用具有CH、C0G特性的溫度特性優(yōu)異的電容。
?去耦電容的有效使用方法總結(jié)
＜使用電感降低噪聲＞
?電感的頻率特性
關(guān)鍵要點
?電感在諧振頻率之前呈現(xiàn)感性特性（阻抗隨頻率升高而增加）。
?電感在諧振頻率之后呈現(xiàn)容性特性（阻抗隨頻率升高而減?。?。
?在比諧振頻率高的頻段，電感不發(fā)揮作為電感的作用。
?電感值L變小時，電感的諧振頻率會升高。
?電感的諧振點阻抗受寄生電阻分量的限制。
?使用電感和鐵氧體磁珠降低噪聲的對策
關(guān)鍵要點
?用于降噪對策的電感，大致可以分為繞組型電感構(gòu)成的濾波器和利用鐵氧體磁珠進(jìn)行熱轉(zhuǎn)換兩種。
?鐵氧體磁珠與普通電感相比，具有電阻分量R較大、Q值較低的特性。
?普通的電感可容許較大的直流疊加電流，只要在其范圍內(nèi)，阻抗不怎么受直流電流的影響。
?鐵氧體磁珠對于直流電流容易飽和，飽和會導(dǎo)致電感值下降，諧振點向高頻段轉(zhuǎn)移。
?普通電感構(gòu)成的濾波器，可選電感值的范圍較寬。
?鐵氧體磁珠的Q值較低，因此在較寬頻率范圍內(nèi)具有有效的降噪效果。
?使用共模濾波器降低噪聲的對策
關(guān)鍵要點
?使用共模濾波器消除對共模噪聲。
?共模濾波器是利用自感作用來阻止共模電流通過的濾波器。
?注意點 : 串?dāng)_、GND線反彈噪聲
關(guān)鍵要點
?有些PCB板布線布局，會因串?dāng)_而導(dǎo)致濾波效果下降。
?Π型濾波器的電容的GND的某些設(shè)置方法可能會帶來地線反彈噪聲。
?優(yōu)化PCB板布線布局可避免這些問題。
?使用電感降低噪聲 總結(jié)
＜其他降噪對策＞
?RC緩沖電路
關(guān)鍵要點
?RC緩沖電路可通過電阻將寄生電容、寄生電感等產(chǎn)生的尖峰電壓轉(zhuǎn)換為熱，從而降低尖峰電壓。
?增加緩沖電路可能會導(dǎo)致效率降低，因此需要探討噪聲水平和效率之間的平衡點。
?電阻是將噪聲電壓轉(zhuǎn)換為熱，因此需要注意電阻的容許損耗。
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本帖最后由 eehome 于 2013-1-5 09:56 編輯
EMI-EMC設(shè)計積驗總結(jié)
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EMI-EMC設(shè)計積驗總結(jié)
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1、為什么數(shù)字電路的地線和電源線上經(jīng)常會有很大的噪聲電壓？怎樣減小這些噪聲電壓？ 數(shù)字電路工作時會瞬間吸取很大的電流，這些瞬變電流流過電源線和地線時，由于電源線和地線電感的存在，會產(chǎn)生較大的反沖電壓，這就是觀察到的噪聲電壓。減小這些噪聲電壓的方法一是減小電源線和地線的電感，如使用網(wǎng)格地、地線面、電源線面等，另一個方法是在電源線上使用適當(dāng)?shù)慕怦铍娙荩▋δ茈娙荩?2、在實踐中，常見到將多股導(dǎo)線絞起來作為高頻導(dǎo)體，據(jù)說這樣可以減小導(dǎo)線的射頻阻抗，這是為什么？ 這樣增加了導(dǎo)線的表面積，從而減小了高頻電阻。 3、電路或線路板電磁兼容性設(shè)計時要特別注意關(guān)鍵信號的處理，這里的關(guān)鍵信號指那些信號？ 從電磁發(fā)射的角度考慮，關(guān)鍵信號線指周期性信號，如本振信號、時鐘信號、地址低位信號等；從敏感度的角度考慮，關(guān)鍵信號指對外界電磁干擾很敏感的信號，如低電平模擬信號。 4、怎樣防止搭接點出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象？ 選擇電化學(xué)電位接近的金屬，或?qū)佑|的局部進(jìn)行環(huán)境密封，隔絕電解液。 5、什么是搭接，舉出幾種搭接的方法。 金屬構(gòu)件之間的低阻抗（射頻）連接稱為搭接，搭接的方式有焊接、鉚接、螺釘連接、電磁密封襯墊連接等。 6、請盡可能多的列出降低地線射頻阻抗的方法。 盡量使用表面積大的導(dǎo)體，以減小高頻電流的電阻；盡量使導(dǎo)體短些，以減小電阻和電感；在導(dǎo)體表面鍍銀，減小表面電阻；多根導(dǎo)體并聯(lián)，減小電感。 7、為什么在有些進(jìn)口樣機中看到有些地線通過電容或電感接地？ 為了使地線系統(tǒng)對于不同頻率的信號呈現(xiàn)不同的地線結(jié)構(gòu)。 8、導(dǎo)致地線干擾問題的根本原因是什么？ 地線的阻抗是導(dǎo)致地線問題的根本原因，由于地線阻抗的存在，當(dāng)?shù)鼐€上流過電流時，就會產(chǎn)生電壓，形成電位差，而我們在設(shè)計電路時，是假設(shè)地線上各點電位是相同的，地線電位是整個系統(tǒng)工作的參考電位，實際地線電位與假設(shè)條件的不同導(dǎo)致了各種各樣的地線問題。 9、在進(jìn)行電磁干擾問題分析時，往往用什么定義來描述地線？ 將地線定義為信號的回流線。 10、當(dāng)穿過面板的導(dǎo)線很多時，往往使用濾波連接器或濾波陣列板，在安裝濾波連接器或濾波陣列板時要注意什么問題？ 要在濾波連接器或濾波陣列板與機箱面板之間安裝電磁密封襯墊或用導(dǎo)電膠帶將縫隙粘起來，防止縫隙處的電磁泄漏。
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發(fā)表于 09-20 08:00
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下圖總結(jié)了開關(guān)電磁兼容EMC的噪聲和解決這些噪聲的基本措施。
發(fā)表于 05-13 10:03
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