經驗分享:高頻電子電路電磁兼容設計要點
發布時間:2015-04-14 責任編輯:sherry
【導讀】電磁兼容的問題常發生於高頻狀態下總是會這樣那樣的出現,本文介紹的就是是EMC專業中高頻思維的基礎知識,有了這些,一係列的EMC設計都可以迎刃而解了。
電磁兼容的問題常發生於高頻狀態下,個別問題(電壓跌落與瞬時中斷等)除外。高頻思維,總而言之,就是器件的特性、電路的特性,在高頻情況下和常規中低頻狀態下是不一樣的,如果仍然按照普通的控製思維來判斷分析,則會走入設計的誤區。比如:
電容的高頻等效特性
dianrong,zaizhongdipinhuozhiliuqingkuangxia,jiushiyigechunengzujian,zhibiaoxianweiyigedianrongdetexing,danzaigaopinqingkuangxia,tajiubujinjinshigedianrongle,tayouyigelixiangdianrongdetexing,youloudianliu(在 高頻等效電路上表現為R),有引線電感,還在導致電壓脈衝波動情況下發熱的ESR(等效串聯電阻),(如圖)。從這個圖上分析,能幫我們設計師得出很多有 益的設計思路。
第一,按照常規思路,1/2πfcshidianrongderongkang,yinggaishipinlvyuegao,rongkangyuexiao,lvboxiaoguoyuehao,jiyuegaopindezaboyuerongyibeixiefangdiao,danshishibingfeiruci,yinweiyinxiandiangandecunzai,yizhidianrongjinjinzaiqi1/2πfc=2πf L等式成立的時候,才是整體阻抗最小的時候,濾波效果才最好,頻率高了低了都會濾波效果下降,由此就可以分析出結論,為什麼在IC的VCC端都會加兩支電 容,一支電解的,一支瓷片的,並且容值一般相差100倍以上多一點。就是兩支不同的電容的諧振頻率點岔開了一段距離,既利於對稍高頻的濾波,也利於對較低 頻的濾波。

線纜或PCB布線的高頻等效特性
其次是線纜或PCB布線的高頻等效特性(如圖),無論高低頻,走線電阻都是客觀存在,但對於走線電感,則隻在較高頻時候才可以顯現得出來。另外就是還有一 個(ge)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)的(de)存(cun)在(zai),但(dan)是(shi),在(zai)導(dao)線(xian)附(fu)近(jin)沒(mei)有(you)導(dao)體(ti)的(de)時(shi)候(hou),這(zhe)個(ge)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)有(you)也(ye)是(shi)白(bai)搭(da),就(jiu)像(xiang)沒(mei)有(you)男(nan)人(ren),女(nv)人(ren)也(ye)不(bu)能(neng)生(sheng)孩(hai)子(zi)一(yi)樣(yang),這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)需(xu)要(yao)兩(liang)個(ge)導(dao)體(ti)才(cai)可(ke)以(yi)發(fa)揮(hui)的(de)作(zuo) 用。
磁環和磁珠的高頻等效特性
但dan磁ci環huan和he磁ci珠zhu的de高gao頻pin等deng效xiao特te性xing卻que不bu得de不bu提ti一yi下xia,因yin為wei磁ci環huan對dui高gao頻pin脈mai動dong的de吸xi波bo作zuo用yong,與yu電dian感gan的de表biao現xian有you點dian類lei似si,所suo以yi經jing常chang被bei認ren為wei是shi電dian感gan特te性xing,但dan事shi實shi上shang錯cuo了le,磁ci環huan是shi個ge電dian 阻特性,不過這個電阻有點特別,它的阻值大小是頻率的函數R(f),如此的話,在一個帶有高頻波動的信號穿過磁珠的時候,高頻波動會因為I2R的作用而發 熱,將波動幹擾經過電能——磁能——熱能的轉化過程,所以在導線上波動比較強烈的時候,磁環摸起來會是溫的。
高頻情況下的EMC設計技術
以上是EMC專業中高頻思維的基礎知識,有了這些,一係列的設計經驗都可以迎刃而解了。比如:IC 的VCC端duan為wei何he加jia裝zhuang兩liang隻zhi電dian容rong,一yi隻zhi電dian解jie電dian容rong,一yi隻zhi瓷ci片pian電dian容rong,是shi因yin為wei電dian容rong的de高gao頻pin等deng效xiao特te性xing,引yin線xian電dian感gan和he電dian容rong的de串chuan聯lian導dao致zhi其qi綜zong合he阻zu抗kang隨sui頻pin率lv而er變bian化hua,而er在zaiWL= (1/WC)的頻率點上,是其阻抗最小的點(如圖)。而且兩個電容分別有自己的最小阻抗點,分別對應不同的頻率點,以便於為IC不同頻率範圍的供電需求提 供電流。
靜jing電dian工gong作zuo台tai的de接jie地di導dao線xian用yong寬kuan的de銅tong皮pi帶dai和he金jin屬shu絲si網wang蛇she皮pi管guan,而er不bu是shi黃huang綠lv的de圓yuan形xing接jie地di線xian纜lan,圓yuan形xing接jie地di線xian纜lan的de走zou線xian電dian感gan量liang偏pian大da,不bu利li於yu高gao頻pin靜jing電dian電dian荷he的de泄xie放fang。線xian纜lan和he線xian纜lan之zhi間jian的de間jian距ju不bu宜yi太tai近jin,否fou則ze會hui因yin為wei導dao線xian分fen布bu電dian容rong的de存cun在zai而er導dao致zhi信xin號hao線xian纜lan之zhi間jian出chu現xian串chuan擾rao,當dang然ran,信xin號hao線xian對dui地di線xian的de耦ou合he那na又you最zui好hao是shi近jin一yi點dian,這zhe樣yang,信xin號hao線xian上shang的de 波動幹擾可以方便的泄放到地線上去。
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