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電磁兼容設計知識
作者:  日期:2017-02-17  瀏覽次數:1718次  來(lái)源:
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       電磁兼容技術(shù)涉及到的工作頻率范圍寬達0-400GHz,研究對象除傳統設施外,還涉及到艦船、航天飛機、洲際導彈,甚至整個(gè)地球的電磁環(huán)境。電子系統設備的電磁兼容性設計是一項復雜的技術(shù)任務(wù),不同的系統與電路的電磁兼容設計不可能完全相同,必須考慮不同的階段采用不同的措施來(lái)實(shí)現。當前數字處理技術(shù)的發(fā)展,大多電子系統設備都采用了數字處理技術(shù),而數字電路可以看成為一個(gè)高頻電路,因此,必須對這類(lèi)高頻或高速的電子系統設備要進(jìn)行電磁兼容設計。電磁兼容設計的內容很多,現有的有效實(shí)現方法包括電路本身的設計、屏蔽措施、接地和濾波方式等,適當的屏蔽、濾波以及合理接地與合理布局等抑制干擾的措施都是非常有效的,在工程實(shí)踐中被廣泛采用。但是對于此類(lèi)高頻或高速電路,隨著(zhù)電子行業(yè)的集成化、綜合化,如果繼續采用以上措施,往往會(huì )與產(chǎn)品的成本、質(zhì)量、功能要求產(chǎn)生矛盾,新的導電和屏蔽材料、新的設計方法以及新的PCB生產(chǎn)工藝方法的出現,使電磁兼容控制技術(shù)又有了新的進(jìn)展,因此權衡利弊研究出最合理的方法來(lái)滿(mǎn)足電磁兼容要求,是對生產(chǎn)廠(chǎng)家及PCB設計人員提出的新要求。印制電路板的電磁兼容設計主要從兩方面著(zhù)手:一方面是提高電子系統設備的抗干擾能力,另一方面是減小電子系統設備本身的干擾能力。
       因此,電磁產(chǎn)品的高速、寬帶、高靈敏度、高密集度和小型化的趨勢導致了電子產(chǎn)品嚴重的電磁兼容(EMC測試)問(wèn)題。其中高速數字電路的PCB是一個(gè)典型的代表,PCB的電磁兼容問(wèn)題是目前高速PCB設計中急待解決的技術(shù)難題。
       高速PCB設計,已經(jīng)不僅僅是在生產(chǎn)工藝允許的情況下,使用盡量短的敷銅線(xiàn)實(shí)現元器件之間的互連。而是一個(gè)系統工程,即要從選擇高速器件類(lèi)型開(kāi)始,對關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )的特征和走線(xiàn)方式與長(cháng)度進(jìn)行控制,并對PCB設計前的整板的預分析和預設置,直到PCB設計完后的仿真和后分析,最后達到滿(mǎn)足所要涉及的要求為止。高速PCB設計中對高速信號網(wǎng)絡(luò )的特征與走線(xiàn)控制的設計技術(shù),已經(jīng)成為高速數字產(chǎn)品成功與否的一個(gè)關(guān)鍵。
       高速PCB的設計反映在器件上,就是高頻時(shí)鐘要選擇具有更快速度的開(kāi)關(guān)驅動(dòng)元器件。一個(gè)PCB上的信號是否作為高速信號來(lái)處理主要取決于其上升時(shí)間、導線(xiàn)長(cháng)度和傳輸速率三個(gè)因素,而高速PCB設計的特點(diǎn)也就在于怎樣控制信號傳輸時(shí)間和信號完整性這兩個(gè)方面。
       目前,信號完整性分析已成為PCB設計人員非常關(guān)心的問(wèn)題。對于PCB布局來(lái)說(shuō),信號完整性需要提供不影響信號時(shí)序或電壓的電路板布局,而對電路板布線(xiàn)來(lái)說(shuō),信號完整性則要求提供端接元件、布局策略和布線(xiàn)信息。PCB上信號速度高、端接元件的布局不正確或高速信號的錯誤布線(xiàn)都會(huì )引起信號完整性問(wèn)題,從而可能使系統輸出不正確的數據、電路工作不正常甚至完全不工作。
       總之,印制電路板的電磁兼容設計至關(guān)重要,必須進(jìn)行合理的電磁兼容設計才能達到電磁兼容的目的,這也是整個(gè)系統設備達到電磁兼容的一個(gè)關(guān)鍵。一個(gè)系統能否達到新期望的高速工作的主頻值,在很大程度上取決于PCB設計。
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