(一) 电磁兼容基本概念及理论
电磁兼容三要素
频域和时域
周期信号的频谱
随机信号的频谱
差模电流和共模电流
差模辐射和共模辐射
近场和远场
PCB中信号回流及传播方式
dB单位的换算
频率及波长
展频(SSC)
峰值、准峰值和平均值
回路电感、部分电感及净余电感
(二) 辐射发射整改与案例分析
辐射发射标准
辐射发射测试失败的主要原因分析
1) PCB设计缺陷
布局不当
布线不当:
a. 关键走线跨分割:对EMI的影响及整改措施
b. 关键信号换参考:对EMI的影响及整改措施
层叠不当
2) 电缆屏蔽层搭接不良或一致性差或非屏蔽线接口滤波不当
3) 结构屏蔽设计缺陷:缝隙过大、开口过大
辐射发射整改所需仪器设备及器件
频谱仪、近场探头、电流探头、光纤探头、屏蔽室/半电波暗室、磁环、簧片、带导电布的连接器、电源口滤波器、信号线滤波器、铜箔、波导板及吸波材料等
定位小技巧:分辨靠近的谐波源、在多个时钟源中定位主要的时钟源、测试电缆谐振、测试结构谐振、测试部件间或接口间电位差
辐射发射定位及整改的一般步骤
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(三) 传导发射整改与案例分析
传导发射测试标准及限值;
开关电源噪声等效电路:
共模噪声等效电路
差模噪声等效电路
开关电源不同频段噪声性质的经验
开关电源共模噪声和差模噪声分离方法
开关电源CE定位整改必要的仪器设备
开关电源CE整改措施
开关电源输入接口滤波抑制噪声;
多电源模块系统电源外壳与机框良好搭接;
定位内部干扰源和耦合路径,在源头采取EMI抑制措施
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(四) ESD抗扰度整改及案例分析
ESD抗扰度标准及测试;
ESD失效模式分析;
ESD整改措施:
阻止静电能量进入电路:机壳屏蔽、非屏蔽机壳设置金属底板、端口防护、绝缘隔离
加固敏感电路:复位线、中断线等走内层及滤波、
软件容错能力提升等
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(五) 电路板接地及仿真分析
a) PCB中地的概念
信号地:电路地,数字地,模拟地
机壳地
安全地
b) 数字逻辑电流的流动
微带线中信号电流及回流路径
带状线中信号电流及回流的路径
c) 回流参考面电流分布
微带线回流参考面电流分布
带状线回流参考面电流分布:对称,非对称
d) 回流参考面阻抗
微带线回流平面净余部分电感
微带线回流平面电阻
微带线回流平面感抗与电阻的比较
e) 回流参考面噪声电压
考虑走线过孔时微带线回流参考平面电流分布
考虑走线过孔时微带线回流参考平面净电感的测试值
考虑走线过孔时微带线回流参考平面噪声电压的测试值
回流参考平面噪声电压对EMI及SI的影响
f) PCB板中电路的地与机壳的连接
g) 散热器接地仿真分析
散热器天线等效模型
散热器不同数量接地螺柱及不同布置对辐射影响的仿真分析
仿真分析总结
h) 混合信号电路的接地
混合信号电路的EMC问题;
一般数字和模拟混合电路的接地
含大功率电机、继电器等高噪声驱动器的数模混合电路的接地
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(六) 电源/地平面去耦及仿真分析
电源/地平面去耦的目的
电源/地平面间EMI噪声的来源
全局去耦电容EMI去耦效果仿真分析
不同数量均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
不同封装均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
不同容值均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
不同容值全局去耦电容交错分布EMI去耦效果的仿真分析
局部去耦电容EMI/SI去耦效果仿真分析
不同容值局部去耦电容EMI去耦效果的仿真分析
局部去耦电容离干扰源不同距离时EMI去耦效果的仿真分析
局部去耦电容在不同电源/地平面距离时EMI去耦效果的仿真分析
电源/地平面及时钟电路电源的去耦设计规则总结
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(七) PCB布局、层叠和布线EMI设计及仿真分析
PCB布局设计
PCB总体布局分区;
接口电路布局;
关键器件布局
PCB层叠设计
多层板选择的原则及设计目标;
基本的多层板构建区块及组合
PCB布线EMI设计
1) 关键信号走线跨分割对辐射影响仿真分析
跨分割处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射抑制效果
离跨分割处不同距离处增加缝补电容对辐射抑制效果
关键信号跨分割的EMI设计规则
2) 关键信号换参考对辐射影响仿真分析
a.在两个相同性质参考平面(同为GND或同为VCC)间换参考
更换参考平面处增加不同数量缝补过孔对辐射抑制效果
离更换参考平面处不同距离增加缝补过孔对辐射抑制效果
更换的参考平面不同层间距离时增加缝补过孔对辐射抑制效果
b.在两个不同性质参考平面间(一个为VCC、一个为GND)换参考
更换参考平面处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射影响
更换的参考平面不同层间距离时增加缝补电容对辐射抑制效果
c. 关键信号在与同一参考平面相邻的两个信号层间换参考
d.关键信号换参考的EMI设计规则
3) 关键信号PCB表层走线离板边不同距离对EMI辐射仿真分析
关键信号PCB表层走线辐射与板边距离关系
关键信号表层走线EMI设计规则
4) 20H原则仿真分析
20H的基本概念
分析VCC-GND两平面结构VCC内缩20H对EMI辐射的影响;
GND-VCC-GND三平面结构;
a. VCC内缩20H对EMI辐射的影响;
b. VCC范围内增加不同密度的地过孔对EMI辐射的影响;
20H规则对EMI影响的仿真总结
5) 3W原则仿真分析
3W原则的概念及仿真模型;
平行微带线的不同中心间距对串扰的影响;
平行微带线不同线长度、不同介质厚度及不同介电常数时对串扰的影响 ;
3W原则对串扰影响的仿真总结
6) 差分信号的EMI辐射仿真分析
差号线直角拐弯45º斜角长度对EMI的影响;
差号线以4个45º角绕过小障碍物对EMI影响;
差号线以4个45º斜角或圆弧过渡90º绕过大障碍物对EMI影响;
一个相邻差分对对辐射的影响;
两个个相邻差分对对辐射的影响;
差分对内层偏移对辐射的影响;
不平衡的过孔焊盘对EMI的影响
差分线参考平面上的反焊盘对EMI 的影响
差分线EMI辐射仿真分析总结
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(八) EMI滤波、防护电路设计及仿真分析
电源接口滤波及防护设计;
直流端口滤波电路各器件参数影响仿真分析;
-48VDC电源接口滤波防护设计
AC交流端口防护设计
信号接口滤波防护设计;
滤波设计的概念;
单端信号滤波设计(非金属外壳、金属外壳);
差分信号端口滤波设计
单端和差分混合信号电路滤波设计
时钟电路滤波设计;
时钟输出RC滤波;
晶振及驱动器电源去耦设计;
晶振电源去耦仿真分析;
时钟驱动器电源去耦仿真分析
其它端口滤波防护设计
复位电路滤波设计;
面板指示灯电路滤波设计;
拨码开关滤波设计
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(九) 结构、电缆和PCB屏蔽及仿真分析
结构屏蔽效能评估;
解析公式评估;
仿真评估
a. 不同开孔数量对屏效的影响
b. 不同Q值对屏效的影响
c. 不同机箱大小对屏效的影响;
d. 机箱开槽屏效仿真
e. 不影响散热条件下提高屏效的方法举例
电缆的屏蔽
电缆屏蔽层的搭接要求;
电缆屏蔽层与机壳360º搭接的实现方式
PCB屏蔽
PCB边缘屏蔽仿真分析;
a. 周边不同间距地过孔时对屏蔽效能的影响;
b. 电源平面超出周边地过孔时对屏蔽效能的影响
PCB局部屏蔽 |