資料介紹
通訊類電子產(chǎn)品不光包括以上三項(xiàng):RE,CE,ESD,還有Surge--浪涌(雷擊,打雷)醫(yī)療器械最容易出現(xiàn)的問題是:ESD- -靜電,EFT--瞬態(tài)脈沖抗干擾,CS--傳導(dǎo)抗干擾,RS--輻射抗干擾。針對于北方干燥地區(qū),產(chǎn)品的ESD--靜電要求要很高。針對于像四川和一些西南多雷地區(qū),EFT防雷要求要很高。如何提高電子產(chǎn)品的抗干擾能力和電磁兼容性:
1、 下面的一些系統(tǒng)要特別注意抗電磁干擾:
?。?) 微控制器時(shí)鐘頻率特別高,總線周期特別快的系統(tǒng)。
?。?) 系統(tǒng)含有大功率,大電流驅(qū)動電路,如產(chǎn)生火花的繼電器,大電流開關(guān)等。
?。?) 含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統(tǒng)。
2、 為增加系統(tǒng)的抗電磁干擾能力采取如下措施:
?。?) 選用頻率低的微控制器:選用外時(shí)鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統(tǒng)的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波,方波中的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度,比基波小,但頻率越高越容易發(fā)射出成為噪聲源,微控制器產(chǎn)生的最有影響的高頻噪聲大約是時(shí)鐘頻率的3倍。
?。?) 減小信號傳輸中的畸變微控制器主要采用高速CMOS技術(shù)制造。信號輸入端靜態(tài)輸入電流在1mA左右,輸入電容10PF左右,輸入阻抗相當(dāng)高,高速CMOS電路的輸出端都有相當(dāng)?shù)膸лd能力,即相當(dāng)大的輸出值,將一個(gè)門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當(dāng)高的輸入端,反射問題就很嚴(yán)重,它會引起信號畸變,增加系統(tǒng)噪聲。當(dāng)Tpd>Tr時(shí),就成了一個(gè)傳輸線問題,必須考慮信號反射,阻抗匹配等問題。信號在印制板上的延遲時(shí)間與引線的特性阻抗有關(guān),即與印制線路板材料的介電常數(shù)有關(guān)??梢源致缘卣J(rèn)為,信號在印制板引線的傳輸速度,約為光速的1/3到1/2之間。微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)中常用邏輯電話元件的Tr(標(biāo)準(zhǔn)延遲時(shí)間)為3到18ns之間。在印制線路板上,信號通過一個(gè)7W的電阻和一段25cm長的引線,線上延遲時(shí)間大致在4~20ns之間。也就是說,信號在印刷線路上的引線越短越好,最長不宜超過25cm。而且過孔數(shù)目也應(yīng)盡量少,最好不多于2個(gè)。當(dāng)信號的上升時(shí)間快于信號延遲時(shí)間,就要按照快電子學(xué)處理。此時(shí)要考慮傳輸線的阻抗匹配,對于一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸,要避免出現(xiàn)Td>Trd的情況,印刷線路板越大系統(tǒng)的速度就越不能太快。用以下結(jié)論歸納印刷線路板設(shè)計(jì)的一個(gè)規(guī)則:信號在印刷板上傳輸,其延遲時(shí)間不應(yīng)大于所用器件的標(biāo)稱延遲時(shí)間。
(3) 減小信號線間的交叉干擾: A點(diǎn)一個(gè)上升時(shí)間為Tr的階躍信號通過引線AB傳向B端。信號在AB線上的延遲時(shí)間是Td。在D點(diǎn),由于A點(diǎn)信號的向前傳輸,到達(dá)B點(diǎn)后的信號反射和AB線的延遲,Td時(shí)間以后會感應(yīng)出一個(gè)寬度為Tr的頁脈沖信號。在C點(diǎn),由于AB上信號的傳輸與反射,會感應(yīng)出一個(gè)寬度為信號在AB線上的延遲時(shí)間的兩倍,即2Td的正脈沖信號。這就是信號間的交叉干擾。干擾信號的強(qiáng)度與C點(diǎn)信號的di/at有關(guān),與線間距離有關(guān)。當(dāng)兩信號線不是很長時(shí),AB上看到的實(shí)際是兩個(gè)脈沖的迭加。CMOS工藝制造的微控制由輸入阻抗高,噪聲高,噪聲容限也很高,數(shù)字電路是迭加100~200mv噪聲并不影響其工作。若圖中AB線是一模擬信號,這種干擾就變?yōu)椴荒苋萑獭H缬∷⒕€路板為四層板,其中有一層是大面積的地,或雙面板,信號線的反面是大面積的地時(shí),這種信號間的交叉干擾就會變小。原因是,大面積的地減小了信號線的特性阻抗,信號在D端的反射大為減小。特性阻抗與信號線到地間的介質(zhì)的介電常數(shù)的平方成反比,與介質(zhì)厚度的自然對數(shù)成正比。若AB線為一模擬信號,要避免數(shù)字電路信號線CD對AB的干擾,AB線下方要有大面積的地,AB線到CD線的距離要大于AB線與地距離的2~3 倍??捎镁植科帘蔚?,在有引結(jié)的一面引線左右兩側(cè)布以地線。
(4) 減小來自電源的噪聲電源在向系統(tǒng)提供能源的同時(shí),也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復(fù)位線,中斷線,以及其它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。電網(wǎng)上的強(qiáng)干擾通過電源進(jìn)入電路,即使電池供電的系統(tǒng),電池本身也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經(jīng)受不住來自電源的干擾。
?。?) 注意印刷線板與元器件的高頻特性在高頻情況下,印刷線路板上的引線,過孔,電阻、電容、接插件的分布電感與電容等不可忽略。電容的分布電感不可忽略,電感的分布電容不可忽略。電阻產(chǎn)生對高頻信號的反射,引線的分布電容會起作用,當(dāng)長度大于噪聲頻率相應(yīng)波長的1/20時(shí),就產(chǎn)生天線效應(yīng),噪聲通過引線向外發(fā)射。印刷線路板的過孔大約引起0.6pf的電容。一個(gè)集成電路本身的封裝材料引入2~6pf電容。一個(gè)線路板上的接插件,有520nH的分布電感。一個(gè)雙列直扦的24引腳集成電路扦座,引入4~18nH的分布電感。這些小的分布參數(shù)對于這行較低頻率下的微控制器系統(tǒng)中是可以忽略不計(jì)的;而對于高速系統(tǒng)必須予以特別注意。
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