正確選擇EMC有源與無(wú)源器件及完善電路設計技術(shù)
* 降低負載電容,以使靠近輸出端的集電極開(kāi)路驅動(dòng)器便于上拉,電阻值盡量大
* 處理器散熱片與芯片之間通過(guò)導熱材料隔離,并在處理器周?chē)帱c(diǎn)射頻接地。
*電源的高質(zhì)量射頻旁路(解耦)在每個(gè)電源管腳都是重要的。
* 高質(zhì)量電源監視電路需對電源中斷、跌落、浪涌和瞬態(tài)干擾有抵抗能力
* 需要一只高質(zhì)量的看門(mén)狗
* 決不能在看門(mén)狗或電源監視電路上使用可編程器件
* 電源監視電路及看門(mén)狗也需適當的電路和軟件技術(shù),以使它們可以適應大多數的不測情況,這取決于產(chǎn)品的臨界狀態(tài)
* 當邏輯信號沿的上升/下降時(shí)間比信號在PCB走線(xiàn)中傳輸一個(gè)來(lái)回的時(shí)間短時(shí),應采用傳輸線(xiàn)技術(shù):
a 、經(jīng)驗:信號在每毫米軌線(xiàn)長(cháng)度中傳輸一個(gè)來(lái)回的時(shí)間等于36皮秒
b 、為了獲得最佳EMC特性,對于比a中經(jīng)驗提示短得多的軌線(xiàn),使用傳輸線(xiàn)技術(shù)
有些數字IC產(chǎn)生高電平輻射,常將其配套的小金屬盒焊接到PCB地線(xiàn)而取得屏蔽效果 。PCB上的屏蔽成本低,但在需散熱和通風(fēng)良好的器件上并不適用。
時(shí)鐘電路通常是最主要的發(fā)射源,其PCB軌線(xiàn)是最關(guān)鍵的一點(diǎn),要作好元件的布局,從而使時(shí)鐘走線(xiàn)最短,同時(shí)保證時(shí)鐘線(xiàn)在PCB的一面但不通過(guò)過(guò)孔。當一個(gè)時(shí)鐘必須經(jīng)過(guò)一段長(cháng)長(cháng)的路徑到達許多負載時(shí),可在負載旁邊安裝一時(shí)鐘緩沖器,這樣,長(cháng)軌線(xiàn)(導線(xiàn))中的電流就小很多了。這里,相對的失真并非重要。長(cháng)軌線(xiàn)中的時(shí)鐘沿應盡量圓滑,甚至可用正弦波,然后由負載旁的時(shí)鐘緩沖器加以整形。
1.1.4擴展頻譜時(shí)鐘
所謂的“擴展頻譜時(shí)鐘”是一項能夠減小輻射測量值的新技術(shù),但這并非真正減小了瞬時(shí)發(fā)射功率,因此,對一些快速反應設備仍可能產(chǎn)生同樣的干擾。這種技術(shù)對時(shí)鐘頻率進(jìn)行1% ~ 2% 的調制,從而擴散諧波分量,這樣在CISPR16或FCC發(fā)射測試中的峰值較低。所測的發(fā)射減小量取決于帶寬和測試接收機的積分時(shí)間常數,因此這有一點(diǎn)投機之嫌,但該項技術(shù)已被FCC所接受,并在美國和歐洲廣泛應用。調制度要控制在音頻范圍內,這樣才不會(huì )使時(shí)鐘信號失真,圖2是一時(shí)鐘諧波發(fā)射改善的例子。擴展頻譜時(shí)鐘不能應用于要求嚴格的時(shí)間通信網(wǎng)絡(luò )中,比如以太網(wǎng)、光纖、FDD、ATM、SONET和ADSL。
絕大多數來(lái)自數字電路發(fā)射的問(wèn)題是由于同步時(shí)鐘信號。非同步邏輯(比如AMULET微處理器,正由steve Furbe教授領(lǐng)導的課題組在UMIST研制)將大大地降低發(fā)射量,同時(shí)也可獲得真正的擴頻效果,而不只是集中在時(shí)鐘諧波上產(chǎn)生發(fā)射。
1.2模擬器件和電路設計
1.2.1 選擇模擬器件
從EMC的角度選擇模擬器件不象選擇數字器件那樣直接,雖然同樣希望發(fā)射、轉換速率、電壓波動(dòng)、輸出驅動(dòng)能力要盡量小,但對大多數有源模擬器件,抗擾度是一個(gè)很重要的因素,所以確定明確的EMC訂購特征相當困難。
來(lái)自不同廠(chǎng)商的同一型號及指標的運算放大器,可以有明顯不同的EMC性能,因此確保后續產(chǎn)品性能參數的一致性是十分重要的。敏感模擬器件的廠(chǎng)商提供EMC或電路設計上的信噪處理技巧或PCB布局,這表明他們關(guān)心用戶(hù)的需求,這有助于用戶(hù)在購買(mǎi)時(shí)權衡利弊。1.2.2 防止解調問(wèn)題
大多數模擬設備的抗擾度問(wèn)題是由射頻解調引起的。運放每個(gè)管腳都對射頻干擾十分敏感,這與所使用的反饋線(xiàn)路無(wú)關(guān)(見(jiàn)圖3),所有半導體對射頻都有解調作用,但在模擬電路上的問(wèn)題更嚴重。即使低速運放也能解調移動(dòng)電話(huà)頻率及其以上頻率的信號,圖4表明了實(shí)際產(chǎn)品的測試結果。
為了防止解調,模擬電路處于干擾環(huán)境中時(shí)需保持線(xiàn)性和穩定,尤其是反饋回路,更需在寬頻帶范圍內處于線(xiàn)性及穩定狀態(tài),這就常常需要對容性負載進(jìn)行緩沖,同時(shí)用一個(gè)小串聯(lián)電阻(約為500)和一個(gè)大約5PF的積分反饋電容串聯(lián)。
進(jìn)行穩定度及線(xiàn)性測試時(shí),在輸入端注入小的但上升沿極陡 (1ns) 的方波信號(也可以通過(guò)電容饋送到輸出端和電源端),方波的基頻必須在電路預期的頻帶內,電路輸出應用100MHz(至少)的示波器和探針進(jìn)行過(guò)沖擊和振鈴檢查,對音頻或儀表電路也應如此,對更高速模擬電路,要選取頻帶更寬
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