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村田：工业设备<span style='color:red'>电磁</span>噪声对无线通信的影响及EMC对策

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村田：工业设备电磁噪声对无线通信的影响及EMC对策

　　近年来，运用IoT、AI、机器人和5G等前沿技术的智能工厂在制造业迅速普及。这些技术创新提高了自动化程度，节省了人力，并提高了生产效率。　　然而，随着从传统的有线控制向无线控制的转变，确保工厂内部稳定的无线通信已成为一个重要的课题。特别是工业机器人和控制设备产生的电磁噪声对Wi-Fi、LTE和5G等无线信号造成干扰，可能会导致严重的运行问题，例如：　　生产设备误动作　　因通信错误而导致生产线停工　　随着智能工厂的发展，电气和电子设备不仅需要正常运行，而且还需具备不对其他设备造成电磁干扰且不受外部干扰的能力。应对这些EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)风险对于维持稳定且有效的运行不可或缺。　　01 智能工厂电磁噪声来源　　智能工厂中潜在的对无线通信产生威胁的电磁噪声很多。在现在的生产现场，同时运行着多种多样的工业机器人、电机和控制设备，会产生从低频到GHz频带的多种电磁噪声。　　测量结果也表明，这些噪声频带与Wi-Fi(2.4GHz/5GHz)、LTE和5G等无线通信频带重叠。　　因此，在智能工厂中经常出现无线设备接收灵敏度不足和通信出错并威胁到其稳定有效地运行的情况。　　表1 无线通信标准的频带　　02 智能工厂潜在EMC风险　　智能制造环境中，电磁噪声会带来两大风险：“外部干扰”和“设备自身的自干扰”。　　首先是外部电磁噪声导致的误动作风险。　　在工厂内的实验中，在无噪声环境中仅观察到了LTE信号。然而，在实际的工厂环境中，人们已经确认：信号和电磁噪声水平接近，接收灵敏度下降量可能会达到18dB。　　其次，工业机器人和控制设备可能会产生“自干扰”。　　自干扰(Self-Interference)是指设备自身发射的电磁波干扰其自身运行的现象，特别是在工业机器人和控制设备等复杂系统中，这可能会导致性能不足或意外行为。　　设备自身产生的电磁噪声干扰其自身的运行，特别是DC-DC转换器(将直流电压转换为其他直流电压的装置)，人们已经确认：DC-DC转换器会成为噪声源，电缆和金属外壳充当天线，导致接收灵敏度降低量可能会达到13dB。　　03 工业机器人的噪声对策　　要应对工业机器人电磁噪声，首先我们来分析EMI的产生机理。　　工业机器人由三个要素组成：驱动部分(机械臂)、控制部分(包含电路板和DC-DC转换器在内的金属外壳)以及连接两者的电缆。　　对电磁噪声源的调查表明，DC-DC转换器是主要的噪声源。而且，已确认电缆和金属外壳会起到像天线一样的作用，向周围辐射噪声。　　因此，EMC对策应以下面两点为中心：　　遏制来自DC-DC转换器的电磁噪声　　预防噪声通过电缆和外壳传播　　这些对策对于维持智能工厂中的无线通信质量和稳定运行不可或缺。　　04 从案例中学习噪声对策　　我们通过工厂现场的接收灵敏度改进，从实际事例中学习总结了对应噪声对策。　　在实际生产现场，通过将静噪滤波器(扼流圈)插入DC-DC转换器的输出DC线路，无线通信性能得到了显著改进。具体而言，机器人工作时的LTE下限接收灵敏度改进了约11dB。噪声允许值参考了通用标准IEC61000-6-3(住宅和商业环境)　　该对策之所以有效，是因为DC-DC转换器产生的高频噪声被滤波器的阻抗特性反射并返回到转换器侧，从而预防了其泄漏到输出侧。　　选择滤波器时，重要的是考虑频率特性和插入损耗(由于插入滤波器而导致的信号衰减)等因素。　　在本事例中，我们使用了村田制作所的LQW18CAR16(1.6×0.8×0.8mm，额定电流为1.3A)。另一种选择是村田制作所的BLM系列(铁氧体磁珠电感器)，然而，其电流叠加特性与LQW系列不同，因此，请根据所需的噪声消除性能进行选择。　　村田建议　　静噪滤波器LQW18CAR16：　　尺寸：1.6×0.8×0.8mm　　额定电流：1.3A　　LQW18CAR16　　05 EMC标准的新近动向　　适用于工业设备和机器人的EMC标准“CISPR11第7版”于2024年2月发布。与上一版(第6.2版)相比，新增了1至6GHz的发射限值。　　今后，需要在更宽的频带范围内采取电磁噪声对策并符合相关标准，因此，在现场和设计部门双方及时掌握新近信息并采取实用的对策不可或缺。　　在本文中，对实用的电磁噪声对策的思考方法和EMC标准的新近动向进行了相关解说。如有任意疑问或希望讨论具体事例，请随时联系我们。　　06 总结　　随着智能工厂的发展，电磁噪声问题预计将在生产现场日益凸显。因此，更加强有力的EMC(电磁兼容性)对策不可或缺。为了有效应对这一问题，以下举措至关重要：　　对工厂内的电磁噪声环境进行评估;　　在工业设备和机器人中实施电子元件级别的噪声对策(特别是针对DC-DC转换器、电缆和外壳的对策)。　　其中，电子元件级别的噪声对策应该是特别优先的事项之一。这是因为它直接影响无线通信的稳定性和设备的可靠性，在现场进行实际应对不可或缺。

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村田

发布时间：2026-01-13 13:03 阅读量：348 继续阅读>>

如何抑制开关电源产生的<span style='color:red'>电磁</span>干扰？常见的EMC/EMI问题和解决方案分享

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如何抑制开关电源产生的电磁干扰？常见的EMC/EMI问题和解决方案分享

　　开关电源在运行过程中常常会产生电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，可能对周围的电子设备、通信系统及无线网络造成负面影响。因此，有效抑制开关电源产生的电磁干扰对电子产品设计非常重要。本文将探讨如何抑制开关电源产生的电磁干扰，以及常见的电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)和电磁干扰(EMI)问题及相应的解决方案。　　01抑制开关电源电磁干扰的方法　　1.1 滤波器　　输入滤波器：在开关电源输入端添加滤波器，可以有效地滤除高频噪声，减少电磁辐射。　　输出滤波器：在输出端加入滤波器，可以降低输出端的电磁干扰，保证输出电压的纹波度。　　1.2 地线设计　　良好接地：确保设备的各个部分有良好的接地，减少地回路导致的辐射和传导干扰。　　1.3 屏蔽技术　　屏蔽罩：采用金属屏蔽罩覆盖开关电源模块，阻隔电磁波的辐射，减少外界干扰。　　1.4 布线设计　　合理布线：合理设计信号线和电源线的走向和距离，减少互相干扰。　　02常见的EMC/EMI问题与解决方案　　2.1 互相干扰　　问题：不同电路之间由于电磁耦合引起相互干扰。　　解决方案：合理隔离信号线和电源线，避免过近布线;采用屏蔽罩等技术隔离电路。　　2.2 辐射干扰　　问题：开关电源工作时产生的高频电磁波辐射影响周围设备。　　解决方案：添加滤波器、使用屏蔽罩、优化地线设计等方式减少辐射。　　2.3 传导干扰　　问题：开关电源通过电源线传导干扰到其他设备。　　解决方案：优化电源线的布局，增加滤波器，确保接地良好。　　2.4 选择合适元件　　问题：使用不合适的元件可能导致电磁干扰问题。　　解决方案：选择符合EMC标准的元件，如滤波电容、电感等，以降低干扰。　　为了验证设备的电磁兼容性，通常需要进行EMC测试并获得认证。主要的EMC测试包括辐射测试和传导测试，以确保设备符合相关的国际或行业标准。　　在当今电子产品日益普及的背景下，抑制开关电源产生的电磁干扰显著重重要。有效的EMI抑制不仅可以提高产品的性能和可靠性，还可以避免对周围环境和其他设备造成干扰。通过采取合适的措施，如滤波器、良好的接地设计、屏蔽技术和合理的布线规划，可以有效减少开关电源产生的电磁干扰。

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开关电源

发布时间：2025-12-29 15:22 阅读量：397 继续阅读>>

PCB设计中降低<span style='color:red'>电磁</span>干扰的常用方法分享

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PCB设计中降低电磁干扰的常用方法分享

　　在现代电子系统中，电磁干扰(EMI)是一个常见且严重的问题，可能对电路性能和稳定性产生负面影响。为了有效降低电磁干扰，PCB(Printed Circuit Board)设计中采取一系列措施非常重要。本文将分享在PCB设计中降低电磁干扰的常用方法。　　1. 地线规划与分层设计　　1.1 地线规划　　合理的地线规划是降低电磁干扰的关键。通过细致规划地线路径，减小回路面积，降低地线回流路径的电感值，可以有效减少电磁辐射。　　1.2 分层设计　　采用多层PCB设计，将不同信号层、电源层和地层分隔，可以减少信号间的相互影响，提高抗干扰能力。　　2. 差分信号传输　　2.1 差分信号线　　使用差分信号线传输数据可以有效减少共模噪声，提高抗干扰能力。确保差分信号线匹配，并避免差分线与其他信号线平行走线，有助于降低电磁辐射。　　2.2 差分信号接口　　差分信号接口的设计也是重要的一环，正确布局和连接差分接口，尽量减小差分信号线的长度和走线路径，有助于降低传输中的电磁辐射。　　3. 确保良好的功率分配　　3.1 良好的功率平面设计　　在PCB设计中，设立合适的功率平面，确保电源供应稳定且电流传输通畅，可有效减小电磁波的辐射。　　3.2 降低电流环路　　最小化电流环路的面积和长度，特别是高频信号部分的电流环路，可以减小电磁辐射并降低共模噪声。　　4. 布局优化与屏蔽设计　　4.1 元件布局　　良好的元件布局有助于减小信号回流路径和电磁干扰。分组布局相似功能的元件，最小化信号线长短差异，减少串扰。　　4.2 屏蔽设计　　对于敏感信号或高频部分，考虑采用金属屏蔽罩或屏蔽壳体，阻挡外部干扰，提高系统的电磁兼容性。　　5. 接地处理及滤波器应用　　5.1 有效接地　　设计良好的接地系统，包括单点接地、星型接地等形式，减小接地回路面积，降低接地阻抗，有利于减小电磁干扰。　　5.2 滤波器应用　　在输入输出端口处使用滤波器，正确选择滤波器类型和截止频率，可以过滤高频噪声和谐波，降低电磁干扰，提高信号质量。　　6. 使用合适的元件和材料　　6.1 选择低噪声元件　　选择低噪声、低电阻、低串扰的元件，例如低ESR电容和低串扰电感，有助于减小电磁干扰。　　6.2 合适的材料　　选择合适的PCB材料，如具有较好介电性能和抗干扰特性的材料，有助于降低传输线路上的损耗和电磁波辐射。　　7. 高频设计与EMC测试　　7.1 高频设计　　在设计时考虑高频特性，尽量减小高频信号路径长度，减少回流路径，降低电磁辐射。　　7.2 EMC测试　　最终的PCB设计完成后，进行EMC测试是必不可少的步骤。通过EMC测试可以验证设计的抗干扰性能，发现并解决潜在的电磁干扰问题。　　在PCB设计中降低电磁干扰是一个综合性的工作，需要结合地线规划、差分信号传输、功率分配、布局优化、接地处理、滤波器应用、元件材料选择和高频设计等多方面因素。通过合理综合利用这些方法，可以有效降低电磁干扰，提高系统的稳定性、抗干扰能力和整体性能表现。

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PCB设计

发布时间：2025-12-24 11:48 阅读量：466 继续阅读>>

变频器常见的<span style='color:red'>电磁</span>干扰问题及解决方法

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变频器常见的电磁干扰问题及解决方法

　　变频器是一种广泛应用于工业控制系统中的设备，用于调节电机的转速和输出功率。然而，随着变频器的使用增多，由其产生的电磁干扰问题也日益凸显。本文将探讨变频器常见的电磁干扰问题及解决方法。　　1. 变频器引起的电磁干扰问题　　1.1 辐射干扰　　变频器在工作时会引起电磁辐射，影响到周围的电子设备和通信系统，导致其正常运行受到干扰。　　1.2 传导干扰　　变频器产生的高频噪声通过电源线、信号线等传导到其他设备或系统中，造成干扰信号的出现，影响系统的稳定性和可靠性。　　1.3 地线回流干扰　　变频器的地线回流路径可能不完整或存在干扰，导致共模干扰信号产生，影响系统的运行效果。　　2. 解决电磁干扰问题的方法　　2.1 滤波器的应用　　安装滤波器可以有效抑制变频器产生的高频噪声，降低电磁辐射，减少对周围设备的干扰。　　2.2 屏蔽处理　　对变频器和相关电缆进行屏蔽处理，减少电磁辐射和传导干扰的发生，提高系统的抗干扰能力。　　2.3 接地设计　　合理的接地设计可以有效减少地线回流路径的阻抗，降低共模干扰信号的产生，提高系统的稳定性。　　2.4 绕组布局优化　　优化变频器绕组的布局结构，减少电磁感应和串扰，降低电磁干扰程度，提高系统性能。　　2.5 等效电路仿真　　通过等效电路仿真分析变频器系统的电路结构和参数，找出潜在的电磁干扰源，并采取相应的措施加以解决。　　3. 案例分析：变频器电磁干扰问题的解决实践　　3.1 情境描述　　某工厂使用了一台新的变频器控制系统，但在运行过程中出现了电磁干扰问题，引起了设备异常和通信故障。　　3.2 解决方法　　工程师团队对变频器系统进行了彻底的电磁兼容性测试，并采用了滤波器和屏蔽处理等措施来降低电磁干扰，最终成功解决了问题。　　3.3 效果评估　　经过改进后，变频器系统的电磁干扰问题得到有效控制，设备正常运行，系统稳定性和可靠性得到提升。

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变频器

发布时间：2025-12-03 15:39 阅读量：420 继续阅读>>

避免入坑！54条<span style='color:red'>电磁</span>兼容设计指导建议

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避免入坑！54条电磁兼容设计指导建议

　　让AMEYA360带您了解一下54条电磁兼容设计指导建议吧！　　1、给器件的放置位置和放置方向足够的考虑。　　2、避免时钟信号谐波重叠，给每个时钟信号制订出谐波表。　　3、时钟信号的环路要尽可能小。　　4、如可能的话，要使用多层PCB，要设置专门的电源和地线层。　　5、所有的高频信号线必须邻近参考平面。　　6、使信号层与参考层的间距尽可能小(小于10密尔)。　　7、高于20MHz的PCB应当有两个以上的地线面。　　8、当电源面和地线面相临近的情形，要使电源面的边缘向内缩进20倍的两个层面间距大小。　　9、如有可能，将时钟信号线布线埋在电源和地线层中间层上。　　10、在电源和地线面上不要开槽。　　11、如果电源或地线要分割的话，走线不要跨越缝隙地带　　12、在时钟线的驱动端加30到70欧姆的电阻负载以平缓信号的上升/下降时沿　　13、将时钟信号和高速电路放置在远离I/O的区域　　14、给DIP封装的器件配置至少两个等值的去耦电容，给QFP封装的器件配置至少4个等值的去耦电容。对高频的/高功率的/噪声敏感的IC器件要配置多个去耦电容。　　15、对于高于50MHz的PCB，可以适当考虑使用埋电容的方法来实现去耦。　　16、通过端接匹配技术实现阻抗控制布线。　　17、在阻抗控制布线的PCB上，除非两个走线层的参考层相同，否则不要对走线进行换层。　　18、在非阻抗控制的PCB上，当时钟信号线布线换层时，要在换层的过孔处放置过孔或电容，以实现高频电流回路的连续。　　19、所有的走线当线长大于或等于信号上升沿/下降沿(以ns计算)时，必须给　　这根走线加串联匹配电阻(通常是33欧姆)。　　20、对所有的线长大于或等于信号上升沿/下降沿(以ns计算)的网线进行仿真分析　　21、在I/O区域连接逻辑地到机壳(要用非常低阻抗的连接)地。　　22、在时钟和晶体振荡器的地方将地线和机壳地连接起来。　　23、根据设计需要往往要额外另外增加到机壳地的连接。　　24、子板(有高频，噪声器件，或外接电缆)与主板或机壳的连接必须仔细处理(不要只是依赖连接器件上的地线引脚)。　　25、对所有的I/O线提供共模滤波器，将所有的I/O线在PCB上指定的I/O区捆绑在一起。　　26、用在I/O滤波器的并联电容、旁路电容必须有非常低的接机壳地阻抗。　　27、在直流电源线(共模和差模)上使用电源输入滤波器。　　28、许多产品是塑料(壳子)封装的，这需要增加额外的金属参考地。　　29、如哪里有需要可考虑使用板级器件屏蔽。　　30、将所有的散热器接地。　　31、能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在关键地方。　　32、可用串一个电阻的办法，降低控制电路上下沿跳变速率。　　33、尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。　　34、使用满足系统要求的最低频率时钟。　　35、时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地。　　36、用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短。　　37、I/O驱动电路尽量靠近印刷板边，让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波，从高噪声区来的信号也要加滤波，同时用串终端电阻的办法，减小信号反射。　　38、MCD无用端要接高，或接地，或定义成输出端，集成电路上该接电源地的端都要接，不要悬空。　　39、闲置不用的门电路输入端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端。　　40、印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。　　41、印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。　　42、单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗，经济是能承受的话用多层板以减小电源，地的容生电感。　　43、时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。　　44、模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟。　　45、对A/D类器件，数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。　　46、时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小，时钟元件引脚远离I/O电缆。　　47、元件引脚尽量短，去耦电容引脚尽量短。　　48、关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地。高速线要短要直。　　49、对噪声敏感的线不要与大电流，高速开关线平行。　　50、石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。　　51、弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路。　　52、任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小。　　53、每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。　　54、用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电容时，外壳要接地。

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电磁兼容

发布时间：2025-10-23 16:38 阅读量：626 继续阅读>>

72个<span style='color:red'>电磁</span>兼容专业术语（中英对照）

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72个电磁兼容专业术语（中英对照）

　　1、a.c.or AC：alternating current交流电　　2、ACEC：advisory committee on electromagnetic compatibility电磁兼容顾问委员会　　3、ADSL：asymmetric DSL非对称数字用户环路　　4、AE：auxiliary equipment辅助设备　　5、AF：audio frequency音频　　6、AM：amplitude modulation调幅　　7、AN：access network接入网　　8、ANE：access network equipment 接入网设备　　9、CDMA：code division multiple access码分多址　　10、CDN：coupling/decoupling network 耦合/去耦网络　　11、CIGRE：international conference on large HV electric systems 国际大电网会议　　12、CISPR：international special committee on radio interference 国际无线电干扰特别委员会　　13、CPE：customer premises equipment 用户驻地设备　　14、CRT：cathode ray tube 阴极射线管　　15、d.c.or DC：direct current 直流电　　16、dpf：dedicated power feed 专用供(馈)电　　17、DSL：digital subscriber loop 数字用户环路　　18、EFT/B：electrical fast transient /burst 电气快速瞬变/突发　　19、EIRP：equivalent isotropically radiated power 等效全向辐射功率　　20、EMC：electromagnetic compatibility 电磁兼容性　　21、emf：electro-morive force 电动势　　22、EMF：electro-magnetic field 电磁场　　23、EPR：earth potential rise 地电位升高　　24、ERP：effective radiated power 有效辐射功率　　25、ESD：electrostatic discharge 静电放电　　26、EUT：equipment under 受试设备　　27、GDT：gas discharge tube 气体放电管　　28、GV：high voltage 高电压　　29、ICNIRP：international commission on non-ionizing radiation protection 国际非电离辐射保护委员会　　30、IEC：international electrotechnical commission 国际电工委员会　　31、ISDN：integrated services digital network 综合业务数字网　　32、ISM：industrial, scientific and medical (equipment) 工业的，科学的和医学的(设备)　　33、ITE：information technology fquipment 信息技术设备　　34、ITU-T：international telecommunication union-telecommunication standardization sector 国际电信联盟电信标准局　　35、LCL：longitudinal conversion loss 纵向转换损耗　　36、LCTL：longitudinal conversion transfer loss 纵向转换传输损耗　　37、LE：local exchange 本地交换　　38、LEMP：lightning electromagnetic pulse 雷电电磁脉冲　　39、LI：line interface 线路接口　　40、LPS：lightning protection system 雷电保护系统　　41.(电磁)兼容电平(electromagnetic)compatibility level　　预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上规定的最大电磁骚扰电平。　　42、(骚扰源的)发射电平 emission level(of a disturbance source)　　用规定的方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给定电磁骚扰电平。　　43、 (来自骚扰源的)发射限值 emission limit(from a disturb source)　　规定电磁骚扰源的最大发射电平。　　44、抗扰度电平 immunity level　　将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。　　45、抗扰度限值 immunity limit　　规定的最小抗扰度电平。　　46、抗扰度裕量 immunity margin　　装置、设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。　　47、(电磁)兼容裕量 (electromagnetic)compatibility margin　　装置、设备或系统的抗扰度限值与骚扰源的发射限值之间的差值。　　48、骚扰抑制 disturbance suppression　　削弱或消除骚扰的措施。　　49、干扰抑制 interference suppression　　削弱或消除干扰的措施。　　50、发射裕量 emission margin　　装置、设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值。　　51、瞬态(的) transient (adjective and noun)　　在两相邻稳定状态之间变化的物理量与物理现象，其变化时间小于所关注的时间尺度。　　52、脉冲 pulse　　在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量。　　53、冲激脉冲 impulse　　针对某给定用途，近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。　　54、尖峰脉冲 spike　　持续时间较短的单向脉冲。　　55、(脉冲的)上升时间 rise time (of a pulse)　　脉冲瞬时值首次从给定下限值上升到给定上限值所经历的时间。　　56、上升率 rate of rise　　一个量在规定数值范围内，即从峰值的10%～90%，随时间变化的平均速率。　　57、猝发(脉冲或振荡) burst(of pulses or oscillations)　　一串数量有限的清晰脉冲或一个持续时间有限的振荡。　　58、脉冲噪声 impulsive noise　　在特定设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的噪声。　　59、脉冲骚扰 impulsive disturbance　　在某一特定装置或设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的电磁骚扰。　　60、连续噪声 continuous noise　　在一个特定设备的效应不能分解为一串清晰可辨的效应的噪声。　　61、连续骚扰 continuous disturbance　　在一个特定设备的效应不能分解为一串清晰可辨的脉冲的电磁骚扰。　　62、电源骚扰 mains-borne disturbance　　经由供电电源线传输到装置上的电磁骚扰。　　63、电源抗扰度 mains immunity　　对电源骚扰的抗扰度。　　64、电源去耦系数 mains decoupling factor　　施加在电源某一规定位置上的电压与施加在装置规定输入端且对装置产生同样骚扰效应的电压值之比。　　65、机壳辐射 cabinet radiation　　由设备外壳产生的辐射，不包括所接天线或电缆产生的辐射。　　66、内部抗扰度 internal immunity　　装置、设备或系统在其常规输入端或天线存在电磁骚扰时能正常工作而无性能降低的能力。　　67、耦合系数 coupling factor　　给定电路中，电磁量(通常是电压或电流)从一个规定位置耦合到另一个规定位置，目标位置与源位置相应电磁量之比即为耦合系数。　　68、耦合路径 coupling path　　部分或全部电磁能量从规定传输到另一电路或装置所经由的路径。　　69、屏蔽 screen　　用来减少场向指定区域穿透的措施。　　70、电磁屏蔽 electromagnetic screen　　用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。　　71、参考阻抗 reference impedance　　用来计算或测量设备所产生的电磁骚扰的、具有规定量值的阻抗。　　72、工科医(经认可的)设备ISM(qualified equipment)　　按工业、科学、医疗、家用或类似用途的要求而设计，用以产生并在局部使用无线电频率能量的设备或装置。不包括用于通信领域的设备。

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发布时间：2025-09-29 16:43 阅读量：567 继续阅读>>

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PCB设计的布局、走线与电磁兼容详解

　　PCB布局设计检视要素　　布局的DFM要求　　1、已确定优选工艺路线，所有器件已放置板面。　　2、坐标原点为板框左、下延伸线交点，或者左下边插座的左下焊盘。　　3、PCB实际尺寸、定位器件位置等与工艺结构要素图吻合，有限制器件高度要求的区域的器件布局满足结构要素图要求。　　4、拨码开关、复位器件，指示灯等位置合适，拉手条与其周围器件不产生位置干涉。　　5、板外框平滑弧度197mil，或者按结构尺寸图设计。　　6、普通板有200mil工艺边;背板左右两边留有工艺边大于400mil，上下两边留有工艺边大于680mil。器件摆放与开窗位置不冲突。　　7、各种需加的附加孔(ICT定位孔125mil、拉手条孔、椭圆孔及光纤支架孔)无遗漏，且设置正确。　　8、过波峰焊加工的器件pin间距、器件方向、器件间距、器件库等考虑到波峰焊加工的要求。　　9、器件布局间距符合装配要求：表面贴装器件大于20mil、IC大于80mil、BGA大于200mil。　　10、压接件在元件面距高于它的器件大于120mil，焊接面压接件贯通区域无任何器件。　　11、高器件之间无矮小器件，且高度大于10mm的器件之间5mm内未放置贴片器件和矮、小的插装器件。　　12、极性器件有极性丝印标识。同类型有极性插装元器件X、Y向各自方向相同。　　13、所有器件有明确标识，没有P*，REF等不明确标识。　　14、含贴片器件的面有3个定位光标，呈"L"状放置。定位光标中心离板边缘距离大于240mil。　　15、如需做拼板处理，布局考虑到便于拼版，便于PCB加工与装配。　　16、有缺口的板边(异形边)应使用铣槽和邮票孔的方式补齐。邮票孔为非金属化空，一般为直径40mil，边缘距16mil。　　17、用于调试的测试点在原理图中已增加，布局中位置摆放合适。　　布局的热设计要求　　18、发热元件及外壳裸露器件不紧邻导线和热敏元件，其他器件也应适当远离。　　19、散热器放置考虑到对流问题，散热器投影区域内无高器件干涉，并用丝印在安装面做了范围标示。　　20、布局考虑到散热通道的合理顺畅。　　21、电解电容适当离开高热器件。　　22、考虑到大功率器件和扣板下器件的散热问题。　　布局的信号完整性要求　　23、始端匹配靠近发端器件，终端匹配靠近接收端器件。　　24、退耦电容靠近相关器件放置　　25、晶体、晶振及时钟驱动芯片等靠近相关器件放置。　　26、高速与低速，数字与模拟按模块分开布局。　　27、根据分析仿真结果或已有经验确定总线的拓扑结构，确保满足系统要求。　　28、若为改板设计，结合测试报告中反映的信号完整性问题进行仿真并给出解决方案。　　29、对同步时钟总线系统的布局满足时序要求。　　EMC要求　　30、电感、继电器和变压器等易发生磁场耦合的感性器件不相互靠近放置。有多个电感线圈时，方向垂直，不耦合。　　31 为避免单板焊接面器件与相邻单板间发生电磁干扰，单板焊接面不放置敏感器件和强辐射器件。　　32 接口器件靠近板边放置，已采取适当的EMC防护措施(如带屏蔽壳、电源地挖空等措施)，提高设计的EMC能力。　　33、保护电路放在接口电路附近，遵循先防护后滤波原则。　　34、发射功率很大或特别敏感的器件(例如晶振、晶体等)距屏蔽体、屏蔽罩外壳500mil以上。　　35、复位开关的复位线附近放置了一个0.1uF电容，复位器件、复位信号远离其他强*件、信号。　　层设置与电源地分割要求　　37、两信号层直接相邻时须定义垂直布线规则。　　38、主电源层尽可能与其对应地层相邻，电源层满足20H规则。　　39、每个布线层有一个完整的参考平面。　　40、多层板层叠、芯材(CORE)对称，防止铜皮密度分布不均匀、介质厚度不对称产生翘曲。　　41、板厚不超过4.5mm，对于板厚大于2.5mm(背板大于3mm)的应已经工艺人员确认PCB加工、装配、装备无问题，PC卡板厚为1.6mm。　　42、过孔的厚径比大于10：1时得到PCB厂家确认。　　43、光模块的电源、地与其它电源、地分开，以减少干扰。　　44、关键器件的电源、地处理满足要求。　　45、有阻抗控制要求时，层设置参数满足要求。　　电源模块要求　　46、电源部分的布局保证输入输出线的顺畅、不交叉。　　47、单板向扣板供电时，已在单板的电源出口及扣板的电源入口处，就近放置相应的滤波电路。　　其他方面的要求　　48、布局考虑到总体走线的顺畅，主要数据流向合理。　　49、根据布局结果调整排阻、FPGA、EPLD、总线驱动等器件的管脚分配以使布线最优化。　　50、布局考虑到适当增大密集走线处的空间，以避免不能布通的情况。　　51、如采取特殊材料、特殊器件(如0.5mmBGA等)、特殊工艺，已经充分考虑到到货期限、可加工性，且得到PCB厂家、工艺人员的确认。　　52、扣板连接器的管脚对应关系已得到确认，以防止扣板连接器方向、方位搞反。　　53、如有ICT测试要求，布局时考虑到ICT测试点添加的可行性，以免布线阶段添加测试点困难。　　54、含有高速光模块时，布局优先考虑光口收发电路。　　55、布局完成后已提供1：1装配图供项目人对照器件实体核对器件封装选择是否正确。　　56、开窗处已考虑内层平面成内缩，并已设置合适的禁止布线区。　　PCB LAYOUT三种特殊走线技巧　　今天小编从直角走线，差分走线，蛇形线三个方面阐述PCB LAYOUT的走线技巧：　　一、直角走线 (三个方面)　　直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面：　　一是拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间;　　二是阻抗不连续会造成信号的反射;　　三是直角尖端产生的EMI，到10GHz以上的RF设计领域，这些小小的直角都可能成为高速问题的重点对象。　　二、差分走线 (“等长、等距、参考平面”)　　何为差分信号(Differential Signal)?通俗地说就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三方面：　　1、抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可被完全抵消。　　2、能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。　　3、时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。　　三、蛇形线 (调节延时)　　蛇形线是Layout中经常使用的一类走线方式。其主要目的就是为了调节延时，满足系统时序设计要求。其中最关键的两个参数就是平行耦合长度(Lp)和耦合距离(S)，很明显，信号在蛇形走线上传输时，相互平行的线段之间会发生耦合，呈差模形式，S越小，Lp越大，则耦合程度也越大。可能会导致传输延时减小，以及由于串扰而大大降低信号的质量，其机理可以参考对共模和差模串扰的分析。下面是给Layout工程师处理蛇形线时的几点建议：　　1、尽量增加平行线段的距离(S)，至少大于3H，H指信号走线到参考平面的距离。通俗的说就是绕大弯走线，只要S足够大，就几乎能完全避免相互的耦合效应。　　2、减小耦合长度Lp，当两倍的Lp延时接近或超过信号上升时间时，产生的串扰将达到饱和。　　3、带状线(Strip-Line)或者埋式微带线(Embedded Micro-strip)的蛇形线引起的信号传输延时小于微带走线(Micro-strip)。理论上，带状线不会因为差模串扰影响传输速率。　　4、高速以及对时序要求较为严格的信号线，尽量不要走蛇形线，尤其不能在小范围内蜿蜒走线。　　5、可以经常采用任意角度的蛇形走线，能有效的减少相互间的耦合。　　6、高速PCB设计中，蛇形线没有所谓滤波或抗干扰的能力，只可能降低信号质量，所以只作时序匹配之用而无其它目的。　　7、有时可以考虑螺旋走线的方式进行绕线，仿真表明，其效果要优于正常的蛇形走线。　　PCB技术中电磁的兼容性　　电磁兼容性(EMC， Electromagnetic Compatibility)是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。印刷电路板(PCB)设计中的电磁兼容性涉及多方面因数，以下主要从三大部分加以阐述，具体选择要综合各方面因数。　　一、印刷电路板整体布局及器件布置　　1、一个产品的成功与否，一是要注重内在质量，二是兼顾整体的美观，两者都较完美才能认为该产品是成功的;在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉，过孔要尽量少;电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3：2或4：3;4 层板比双面板噪声低20dB.6层板比4层板噪声低10dB。经济条件允许时尽量用多层板。　　2、电路板一般分模拟电路区(怕干扰)，数字电路区(怕干扰、又产生干扰)，功率驱动区(干扰源)，故步板时要合理地分成三区。　　3、器件一般选择功耗低，稳定性好的器件，而且尽量少用高速器件。　　4、线条有讲究：有条件做宽的线决不做细;高压及高频线应园滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。　　5、外时钟是高频的噪声源，除能引起对本应用系统的干扰之外，还可能产生对外界的干扰，使电磁兼容检测不能达标。在对系统可靠性要求很高的应用系统中，选用频率低的单片机是降低系统噪声的原则之一。　　6、布线要有合理的走向：如输入/输出，交流/直流，强/弱信号，高频/低频，高压/低压等，它们的走向应该是呈线形的(或分离)，不得相互交融。其目的是防止相互干扰。最好的走向是按直线，但一般不易实现，最不利的走向是环形。对于是直流，小信号，低电压PCB设计的要求可以低些。所以“合理”是相对的。上下层之间走线的方向基本垂直。整个板子的不想要均匀，能不挤的不要挤在一齐。　　7、在器件布置方面与其它逻辑电路一样，应把相互有关的器件尽量放得靠近些，这样可以获得较好的抗噪声效果。时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些，特别是晶振下方不要走信号线。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路，如有可能，应另做电路板，这一点十分重要。　　二、地线技术　　1、模拟电路和数字电路在元件布局图的设计和布线方法上有许多相同和不同之处。模拟电路中，由于放大器的存在，由布线产生的极小噪声电压，都会引起输出信号的严重失真。在数字电路中，TTL噪声容限为0.4V～0.6V，CMOS噪声容限为Vcc的0.3～0.45倍，故数字电路具有较强的抗干扰的能力。良好的电源和地总线方式的合理选择是仪器可靠工作的重要保证，相当多的干扰源是通过电源和地总线产生的，其中地线引起的噪声干扰最大。　　2、数字地与模拟地分开(或一点接地)，地线加宽，要根据电流决定线宽，一般来说越粗越好(100mil线经约通过1到2A的电流)。地线>电源线>信号线是线宽的合理选择。　　3、电源线和地线尽可能靠近，整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布，以便使分布线电流达到均衡。　　4、为减少线间串扰，必要时可增加印刷线条间距离，在其安插一些零伏线作为线间隔离。特别是输入输出信号间。　　三、去耦、滤波、隔离三大技术　　1、去耦、滤波、隔离是硬件抗干扰常用的三大措施。　　2、电源输入端跨接10~100uf的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好;原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4~8个芯片布置一个1~10pF的但电容;对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容;　　3、滤波指各类信号按频率特性分类并控制它们的方向。常用的有各种低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。低通滤波器用在接入的交流电源线上，旨在让50周的交流电顺利通过，将其它高频噪声导入大地。低通滤波器的配置指标是插入损耗，选择的低通滤波器插入损耗过低起不到抑制噪声的作用，而过高的插入损耗会导致“漏电”，影响系统的人身安全性。高通、带通滤波器则应根据系统中对信号的处理要求选择使用。　　4、典型的信号隔离是光电隔离。使用光电隔离器件将单片机的输入输出隔离开，一方面使干扰信号不得进入单片机系统，另一方面单片机系统本身的噪声也不会以传导的方式传播出去。屏蔽则是用来隔离空间辐射的，对噪声特别大的部件，如开关电源，用金属盒罩起来，可减少噪声源对单片机系统的干扰。对特别怕干扰的模拟电路，如高灵敏度的弱信号放大电路可屏蔽起来。而重要的是金属屏蔽本身必须接真正的地。

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发布时间：2025-09-05 15:35 阅读量：1066 继续阅读>>

雷卯电子：集成电路<span style='color:red'>电磁</span>兼容性及应对措施相关分析(二)集成电路ESD问题应对措施

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雷卯电子：集成电路电磁兼容性及应对措施相关分析(二)集成电路ESD问题应对措施

　　ESD是指处于不同电位的两个物体之间，由于直接接触或静电场感应导致的电荷传输现象。在电子设备中，ESD 可能会对敏感的电子元件造成损害，因此提高ESD抗扰度对于保证电子设备的正常运行至关重要。预防措施能够将 ESD 抗扰度提高到约 15kV，这表明通过合理的设计和防护，可以有效降低 ESD 对电子模块的影响。　　ESD问题应对措施　　ESD测试只能在成品部件上进行，这是因为只有在整个部件完成开发和生产后，才能准确地评估其在实际工作环境中的ESD抗扰度。这也意味着在产品开发过程中，需要提前规划和考虑ESD防护措施，以避免在测试阶段出现问题而导致成本增加和时间延误.　　1、改进IC设计：IC 制造商可以通过改进 IC 的设计来提高其ESD抗扰度。例如，采用更先进的ESD保护技术、优化电路布局和增加ESD保护器件等。这可以在一定程度上降低 ESD故障的发生概率，但需要在 IC 设计和制造过程中进行大量的研究和投入.　　2、优化机械结构设计：在机械结构设计中采取适当的EMC预防措施也可以减少ESD对集成电路的影响。当 ESD干扰源自散热器并直接作用于IC外壳时，改变机械设计是解决问题的有效方法。这可能包括重新设计散热器的结构、位置或材料，以减少其对 IC 的干扰。然而，这种方法需要更改机械结构部件和生产工具，成本较高。因此，在产品设计的早期阶段，了解 IC 的电磁兼容性特性，并采取相应的预防措施，可以避免在后期出现此类问题，从而降低成本和缩短开发周期.　　3、增加屏蔽：集成电路(IC)周围增加屏蔽罩、滤波电路等，以减少电磁干扰的耦合和传播。这需要在设计阶段就充分考虑 EMC 问题，并与电子设计人员进行密切合作。　　(图3) 用场源检测到的微控制器的易感区域　　比如，为了提高 ESD 免疫力，可以在 IC 上方设置屏蔽罩，以拦截散热片发出的电场，(如图3所示)，在进行静电放电(ESD)　　测试中，屏蔽罩还必须延伸到石英晶体上。从而将 ESD 免疫力提高到大约 15kV 左右。不过，需要注意的是，IC中的其他薄弱点可能会限制进一步提高免疫力，因为干扰仍可能通过线路网络耦合到 IC。因此在电子设备的设计中，需要综合考虑各种因素，不能仅仅依赖屏蔽层来解决电磁兼容性问题。　　4、加强测试和评估：为了确保IC的 EMC 性能，需要进行严格的测试和评估。这包括 ESD 测试、电磁兼容性测试等，以验证集成电路在各种电磁环境下的性能和可靠性。通过测试，可以及时发现问题并采取相应的改进措施，从而提高集成电路的质量和稳定性。

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发布时间：2024-12-20 09:44 阅读量：1227 继续阅读>>

<span style='color:red'>电磁</span>兼容（EMC）元器件该如何选型？

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电磁兼容（EMC）元器件该如何选型？

　　在复杂的电磁环境中，每台电子、电气产品除了本身要能抗住一定的外来电磁干扰正常工作以外，还不能产生对该电磁环境中的其它电子、电气产品所不能承受的电磁干扰。或者说，既要满足有关标准规定的电磁敏感度极限值要求，又要满足其电磁发射极限值要求，这就是电子、电气产品电磁兼容性应当解决的问题，也是电子、电气产品通过电磁兼容性认证的必要条件。很多工程师在进行产品电磁兼容性设计时，对于如何正确选择和使用电磁兼容性元器件，往往束手无策或效果不理想，因此，很有必要对此进行探讨。　　　　电磁兼容性元器件是解决电磁干扰发射和电磁敏感度问题的关键，正确选择和使用这些元器件是做好电磁兼容性设计的前提。因此，我们必须深入掌握这些元器件，这样才有可能设计出符合标准要求、性能价格比最优的电子、电气产品。而每一种电子元件都有它各自的特性，因此，要求在设计时仔细考虑。接下来我们将讨论一些常见的用来减少或抑制电磁兼容性的电子元件和电路设计技术。　　元件组　　有两种基本的电子元件组：有引脚的和无引脚的元件。有引脚线元件有寄生效果，尤其在高频时。该引脚形成了一个小电感，大约是1nH/mm/引脚。引脚的末端也能产生一个小电容性的效应，大约有4pF。因此，引脚的长度应尽可能的短。与有引脚的元件相比，无引脚且表面贴装的元件的寄生效果要小一些。其典型值为：0.5nH的寄生电感和约0.3pF的终端电容。　　从电磁兼容性的观点看，表面贴装元件效果最好，其次是放射状引脚元件，最后是轴向平行引脚的元件。　　一、EMC元件之电容　　在EMC设计中，电容是应用最广泛的元件之一，主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦电容和旁路电容。大量实践表明：在EMC设计中，恰当选择与使用电容，不仅可解决许多EMI问题，而且能充分体现效果良好、价格低廉、使用方便的优点。若电容的选择或使用不当，则可能根本达不到预期的目的，甚至会加剧 EMI程度。　　从理论上讲，电容的容量越大，容抗就越小，滤波效果就越好。一些人也有这种习惯认识。但是，容量大的电容一般寄生电感也大，自谐振频率低(如典型的陶瓷电容，0.1μF的f0=5 MHz，0.01μF的f0=15 MHz，0.001μF的f0=50 MHz)，对高频噪声的去耦效果差，甚至根本起不到去耦作用。分立元件的滤波器在频率超过10 MHz时，将开始失去性能。元件的物理尺寸越大，转折点频率越低。这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决。　　贴片电容的寄生电感几乎为零，总的电感也可以减小到元件本身的电感，通常只是传统电容寄生电感的1/3~1/5，自谐振频率可达同样容量的带引线电容的2倍(也有资料说可达10倍)，是射频应用的理想选择。　　传统上，射频应用一般选择瓷片电容。但在实践中，超小型聚脂或聚苯乙烯薄膜电容也是适用的，因为它们的尺寸与瓷片电容相当。　　三端电容能将小瓷片电容频率范围从50 MHz以下拓展到200 MHz以上，这对抑制VHF频段的噪声是很有用的。要在VHF或更高的频段获得更好的滤波效果，特别是保护屏蔽体不被穿透，必须使用馈通电容。　　二、EMC元件之电感　　电感是一种可以将磁场和电场联系起来的元件，其固有的、可以与磁场互相作用的能力使其潜在地比其他元件更为敏感。和电容类似，聪明地使用电感也能解决许多 EMC问题。下面是两种基本类型的电感：开环和闭环。它们的不同在于内部的磁场环。在开环设计中，磁场通过空气闭合;而闭环设计中，磁场通过磁芯完成磁路，如下图所示。　　电感中的磁场　　电感比起电容一个优点是它没有寄生感抗，因此其表面贴装类型和引线类型没有什么差别。　　开环电感的磁场穿过空气，这将引起辐射并带来电磁干扰(EMI)问题。在选择开环电感时，绕轴式比棒式或螺线管式更好，因为这样磁场将被控制在磁芯(即磁体内的局部磁场)。　　开环电感　　对闭环电感来说，磁场被完全控制在磁心，因此在电路设计中这种类型的电感更理想，当然它们也比较昂贵。螺旋环状的闭环电感的一个优点是：它不仅将磁环控制在磁心，还可以自行消除所有外来的附带场辐射。　　电感的磁芯材料主要有两种类型：铁和铁氧体。铁磁芯电感用于低频场合(几十KHz)，而铁氧体磁芯电感用于高频场合(到MHz)。因此铁氧体磁芯电感更适合于EMC应用。　　在EMC应用中特别使用了两种特殊的电感类型：铁氧体磁珠和铁氧体磁夹。铁和铁氧体可作电感磁芯骨架。铁芯电感常应用于低频场合(几十KHz)，而铁氧体芯电感常应用于高频场合(MHz)。所以铁氧芯感应体更适合于EMC应用。　　三、滤波器结构的选择　　EMC设计中的滤波器通常指由L，C构成的低通滤波器。不同结构的滤波器的主要区别之一，是其中的电容与电感的联接方式不同。滤波器的有效性不仅与其结构有关，而且还与联结的网络的阻抗有关。如单个电容的滤波器在高阻抗电路中效果很好，而在低阻抗电路中效果很差。　　滤波器分类(基于功能)　　滤波器分类(基于结构)　　滤波器选型　　四、EMC元件之磁珠　　磁珠由氧磁体组成，电感由磁心和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去。　　磁珠工作原理　　磁珠选型　　磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上，磁珠和电感是原理相同的，只是频率特性不同罢了。　　电感是储能元件，而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路，侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路，主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路(DDR，SDRAM，RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种储能元件，用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz。　　五、EMC元件之二极管　　二极管是最简单的半导体器件。由于其独特的特性，某些二极管有助于解决并防止与EMC相关的一些问题。　　六、模拟与逻辑有源器件的选用　　电磁干扰发射和电磁敏感度的关键是模拟与逻辑有源器件的选用。必须注意有源器件固有的敏感特性和电磁发射特性。　　有源器件可分为调谐器件和基本频带器件。调谐器件起带通元件作用，其频率特性包括：中心频率、带宽、选择性和带外乱真响应;基本领带器件起低通元件作用，其频率特性包括：截止频率、通带特性、带外抑制特性和乱真响应。此外还有输入阻抗特性和输入端的平衡不平衡特性等。　　模拟器件的敏感度特性取决于灵敏度和带宽，而灵敏度以器件的固有噪声为基础。　　逻辑器件的敏感度特性取决于直流噪声容限和噪声抗扰度。　　有源器件有两种电磁发射源：传导干扰通过电源线、接地线和互连线进行传输，并随频率增加而增加;辐射干扰通过器件本身或通过互连线进行辐射，并随频率的平方而增加。瞬态地电流是传导干扰和辐射干扰的初始源，减少瞬态地电流必须减小接地阻抗和使用去耦电容。　　逻辑器件的翻转时间越短，所占频谱越宽。为此，应当在保证实现功能的前提下，尽可能增加信号的上升/下降时间。　　数字电路是一种最常见的宽带干扰源，其电磁发射可分为差模和共模两种形式。　　为了减少发射，应尽可能降低频率和信号电平;为了控制差模辐射，必须将印制电路板上的信号线、电源线和它们的回线紧靠在一起，减小回路面积;为了控制共模辐射，可以使用栅网地线或接地平面，也可使用共模扼流圈。同时，选择“干净地”作为接地点也是十分重要的。　　表面安装技术(SMT)是70年代末发展起来的新型电子装联技术，内容包括表面安装器件(SMD)、表面安装元件(SMC)、表面安装印制电路板(SMB)以及表面安装设备、在线测试等。　　电子整机应用SMT最多的是计算机，其次是通讯、军用、消费类电子产品。　　90年代SMT发展了一种新型电路基板，可用来制作多芯片组件MCM。目前片式集成电路的输入/输出端口已增加到上百个，引脚的中心间距已减小到0.3毫米。目前表面安装技术正在和微组装技术互相交错和渗透。由于SMD/SMC的超小型化，使基板焊区尺寸减小到I平方英寸以内，无论电磁发射还是电磁敏感度问题，都可以得到很好的解决。　　七、电磁屏蔽材料的选用　　具有较高导电、导磁特性的材料可以用作屏蔽材料。常用的有钢板、铝板、铝箔、铜板、铜箔等。也可以在塑料机箱上喷涂镍漆或铜漆的方法实现屏蔽。　　屏蔽机箱的屏蔽效能除了与所选屏蔽材料的导电率、导磁率和厚度有关外，在很大程度上还依赖于机箱的结构，即其导电连续性。任何实用的屏蔽机箱上都有缝隙，这些缝隙是由于屏蔽板之间临时性搭接所造成的。由于缝隙的导电不连续性，在缝隙处会产生电磁泄漏。因此，对于永久性搭接，可以使用焊接的方法消除缝隙。如果使用铆接或螺钉连接，间距必须足够小。对于非永久性搭接，采用电磁密封衬垫等屏蔽材料则是十分有效的手段。　　1.电磁密封衬垫　　电磁密封衬垫是一中弹性好、导电性高的材料。将这种材料填充在缝隙处，能保持导电连续性，是解决缝隙电磁泄漏的好方法。在选用电磁密封衬垫时，需要熟悉以下特性参数：　　转移阻抗设衬垫和两侧屏蔽板的接合面上流过电流I，而两侧屏蔽板之间的电压为V，则转移阻抗定义为Zr=V/I。转移阻抗越低，则两侧屏蔽板之间的电磁泄漏越小，加衬垫后该缝隙的屏蔽效能越高。　　硬度衬垫的硬度应当适中，硬度太低，易造成接触不良，屏蔽效能较低;硬度太高，需要较大的压力，给结构设计造成困难。　　压缩永久形变衬垫只有在外力作用下发生一定的形变时，才有屏蔽作用。当外力去掉后，衬垫不会完全恢复到原来的形状，即发生了永久形变。当然，衬垫的压缩永久形变越小越好。　　衬垫厚度衬垫的厚度应能满足接触面不平整度的要求，利用其弹性，将缝隙填充满，达到导电连续性的目的。　　常用的电磁密封衬垫有以下几种类型：　　金属丝网衬垫用金属丝编织成的弹性网套，为纯金属接触，接触电阻低;但金属丝在高频时会呈现较大感抗，使屏蔽效能降低。所以只适用于l吉赫以下的频率范围。　　橡胶芯编织网套将金属丝编织的网套套在发泡橡胶芯或硅橡胶芯上，具有很好的弹性和导电性。　　导电橡胶衬垫在硅橡胶内填充金属颗粒或金属丝，构成导电的弹性物质。由于导电橡胶中的导电颗粒之间的容抗在高频时会降低，因此，填充金属颗粒在高频时屏蔽效能较高。如果填充方向一致的金属丝，还可以做到纯金属接触，但由于金属丝在高频时呈现较大感抗，使屏蔽效能降低，所以填充金属丝时只适用于低频。　　铍铜指形簧片利用被铜良好的导电性和弹性，可制成各种指形簧片。由于纯金属接触，直流电阻低，感抗又小，所以低频和高频时都具有较高的屏蔽效能。　　螺旋管衬垫用镀锡被铜或不锈钢做成的螺旋管，具有良好的弹性和导电性，是目前屏蔽效能最高的衬垫。　　2.导电化合物　　导电化合物包括各种导电胶和各种导电填充物等。环氧导电胶可用于金属之间，金属与非金属之间，各种硬性表面之间的导电粘接。可代替焊锡，完成微波器件引线连接;可修复印制板线路，可用于导电陶瓷粘接，天线元件粘接，玻璃除霜粘接，导电/导热粘接，微波波导部件粘接等。硅脂导电胶用于将弹性的导电橡胶粘接固定在金属表面上，可应用于航天、航空、军用等电子设备中。导电填充物是一种高导电浆糊状材料，用于无法加装屏蔽衬垫的缝隙处，固化后仍保持弹性。　　3.截止波导通风板　　屏蔽机箱的通风口及其它开口都是主要的电磁辐射源。采用开小孔或加金属丝网的方法都难以达到满意的屏蔽效能。理论证明，当金属管截面尺寸满足一定条件时，可以传输一定频率范围的电磁波，称为波导管。而波导管存在一个截止频率，当频率低于截止频率时，电磁波被截止而不能传输。根据这个原理可以设计成截止波导管。截止波导通风板由许多截止波导管依次排列组成，为了提高通风效率，每个截止波导管的截面都设计为六角形，故又称蜂窝状通风板。当屏蔽效能要求很高时，可用两块截止波导通风板构成双层通风板。而通风板材料的导电率是屏蔽效能的重要因素，采用高导电率材料或镀层的通风板可以得到高屏蔽效能。　　4.导电玻璃和导电膜片　　显示屏或显示窗口既要满足视觉要求，又要满足防电磁辐射的要求，为此，可选用导电玻璃实现屏蔽。导电玻璃可用两块光学玻璃中间夹金属丝网构成，金属丝网的密度越大，屏蔽效能就越高，但透光性变得越差。导电玻璃也可由光学玻璃或有机玻璃表面镀的金属薄膜构成。此外，还可以在透明聚脂膜片上镀以金属薄膜，制成柔性透明导电膜片。这种膜片的透光性可达70%(80%，而且膜片很薄，仅0.13mm，可以直接贴覆在常规玻璃或有机玻璃表面，特别适用于要求高透明度和中等屏蔽效能的仪表表盘、液晶显示器、面板指示灯孔、彩色显示器等部位。　　八、电磁干扰滤波器的选用　　实践表明，即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽和接地措施的产品，也仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。滤波是压缩干扰频谱的一种有效方法，当干扰频谱不同于有用信号的频带时，可以用电磁干扰滤波器将无用的干扰滤除。因此，恰当地选择和正确地使用滤波器对抑制传导干扰是十分重要的。从频率选择的角度出发，电磁干扰滤波器属于低通滤波器，分为信号线滤波器和电源线滤波器等。　　1.信号线滤波器　　信号线滤波器是用在各种信号线上的低通滤波器，用来滤除高频干扰成分。可分为线路板滤波器、馈通滤波器和连接器滤波器等三种。线路板滤波器适合于安装在线路板上，具有成本低、安装方便等优点;馈通滤波器适合于安装在屏蔽壳体上，特别适用于单根导线或电缆穿过屏蔽体时使用;滤波器连接器适用于多根导线或电缆穿过屏蔽体时使用。滤波器连接器在外形上和尺寸上都和普通连接器相同，两者完全可以互换。但滤波器连接器的每个针或孔上都有一个低通滤波器，它的电路可以是单个电容的，也可以是L型或π型的。　　选用信号线滤波器时，应根据使用的场合，选择滤波器的类型，根据滤波要求选择滤波器的电路和性能指标，为了保证信号频率顺利通过滤波器，滤波器的截止频率应高于信号频率的上限。此外，还应正确选择滤波器的工作电压、电流、温度范围等。在使用信号线滤波器时，最重要的是保证滤波器有良好的接地，接地线应尽量短。滤波器外壳应与屏蔽体有良好的电接触，可以使用焊接方式或采用射频电磁密封衬垫。　　新研制的滤波器阵列板是将滤波器制成微形器件，并排列成阵列，能快速安装到电子产品的底板或隔断上，以实现密封或隔离。　　2.铁氧体电磁干扰抑制元件　　铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增加。因此，它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路，L和R都是频率的函数。例如磁导率为850的铁氧体，在10MHz时阻抗小于10Ω，而超过l00MHz后阻抗大于100Ω，使高频干扰大大衰减。这样，就构成了一个低通滤波器。低频时R很小，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制;高频时R增大，电磁干扰被吸收并转换成热能。　　铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。例如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。　　不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流越大。　　铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路，则应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。　　安装时还应当注意，铁氧体元件易破碎，应采取可靠的固定措施。　　3. 电源线滤波器　　电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径。为防止这两种情况的发生，必须在设备的电源接口安装电源线滤波器。它只允许电源频率通过，而高于电源频率的电磁干扰却受到很大的衰减。　　电源线上的干扰以两种形式出现，在火线、零线回路中的干扰为差模干扰，在火线、零线与地线回路中的干扰为共模干扰。虽然电源线滤波器对差模干扰和共模干扰都有抑制作用，但效果不一样，应分别给出两者的插入损耗。除了特别说明允许不接地的滤波器外，所有电源滤波器都必须接地，因为滤波器中的共模旁路电容只有接地时才起作用。　　使用电源滤波器时，应尽量靠近电源入口处安装，并使滤波器的输入/输出端之间屏蔽隔离，避免电磁干扰从输入端直接耦合到滤波器的输出端。此外，滤波器的接地点还应尽量靠近设备的接地点。电源线滤波器的技术指标包括：最大泄漏电流、耐压、额定工作频率、额定工作电压、额定工作电流和温度范围等。　　九、结束语　　电磁兼容性元器件是解决电磁干扰发射和电磁敏感度问题的关键，正确选择和使用这些元器件是做好电磁兼容性设计的前提。因此，我们必须深入掌握这些元器件，这样才有可能设计出符合标准要求、性能价格比最优的电子、电气产品。

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发布时间：2024-05-27 14:15 阅读量：1159 继续阅读>>

尼得科动力系统开发出行业先进的用于诊断窜气泄漏的<span style='color:red'>电磁</span>阀产品

行业新闻

尼得科动力系统开发出行业先进的用于诊断窜气泄漏的电磁阀产品

　　尼得科株式会社的集团公司尼得科动力系统(旧日本电产东测)此次开发出了用于诊断汽车发动机窜气泄漏的电磁阀产品。　　用于诊断窜气泄漏的电磁阀　　在内燃机中，活塞和容纳活塞的气缸之间有细小的间隙，在燃烧行程中产生的高压废气和未燃烧的混合气体泄漏到曲轴箱内。这种气体被成为“窜气”，是造成大气污染的原因之一。因此，目前的车辆都要求采用密封的曲轴箱，这种结构不会释放气体，而是将聚集在内部的气体通过还原装置送回到进气管，与新的进气混合后再送回到燃料室。　　在北美，为了满足CARB(California Air Resources Board：加州空气资源委员)制定的全球较为严苛的车载故障诊断系统层次II的条件，需搭载可诊断出窜气泄漏的功能，本产品是根据上述规则动向开发出的具有行业先进性的产品。　　本产品连接在用于还原窜气的通气软管上，在进行窜气泄漏诊断时，用于阻断气体的流路。这样就可以测量包括通气软管在内的发动机内的压力，从而诊断窜气是否泄漏到了外部。　　含有本产品的窜气通道会暴露在未燃烧的气体、有机油等黏着的、低温等的恶劣环境中，需要有较高的可靠性。尼得科动力系统长年致力于研发和制造用于变速箱和发动机的电磁阀产品，在本产品中也充分运用了该些专有技术。　　今后，尼得科集团将一如既往地作为全球颇具实力的综合电机制造商，继续研发运用了轻薄短小技术、高能效技术、控制技术的产品，为推动汽车的发展快速提供创新型解决方案。

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发布时间：2024-02-22 10:51 阅读量：1173 继续阅读>>

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