
一、電快速瞬變(biàn)脈衝群特點
電快速瞬變(biàn)脈衝(chōng)群EFT是電氣和機電設備中常見的一種瞬態幹擾,是(shì)由繼電器、接觸器、電動機、變壓器等電感器件(jiàn)產生的,是時間很短但(dàn)幅度(dù)很大的電磁幹擾,是一連串的脈衝,可以在電路輸(shū)入端產生(shēng)累計效應,使(shǐ)幹擾電平的(de)幅度(dù)最終超(chāo)過電路的噪聲門限,對電路形成幹擾。
電快速瞬變脈衝群由(yóu)大量脈衝組成,具有如下特點:
1) 幅值在100V至數千伏;
2) 脈衝頻率在1kHz至1MHz;
3) 單個脈衝的上升沿在納秒級,脈衝持續時間在幾十納秒至數毫秒;
4) EFT所形成(chéng)的騷擾信號頻譜分(fèn)補非常寬,數字電路對(duì)它比較敏(mǐn)感,易受(shòu)到幹擾。
二、電快速(sù)瞬變脈衝群常見抑製方法
1) 減小PCB接地線公(gōng)共阻抗:增加PCB接地導線的麵積,減小電感量成分;
2) 加接EFT電感瞬態(tài)幹擾抑製網(wǎng)絡(luò):在電感元件上並接壓敏電阻、阻容電路、二極管、TVS管、背靠連接的穩壓二極管(guǎn)等(děng);
3) 電源或信(xìn)號幹擾源輸入口,使用(yòng)濾波器(qì)或(huò)吸收器等濾波元器件,選用磁珠的(de)內徑越小、外徑越大、長度(dù)越長越好;
4) 電子元器(qì)件選擇時,選用性能可靠(kào)的關鍵(jiàn)器件;最好做過芯片級的電磁兼容仿真試驗,質(zhì)量可靠的元器件選用可提升對電快速瞬變脈衝信號的抑製能力;
4) PCB布局時,將(jiāng)幹擾源遠(yuǎn)離敏感電路;
5) PCB布線時注意線纜的(de)隔離,強弱電的布線隔離、信號線(xiàn)與功率線的隔離,各類走線要盡量短,
6) 正確使用接地技術,減小環路麵積(jī);
7) 安裝瞬態幹擾吸收器;
8) 軟件設計時,考慮避免幹擾對係統的影響,軟件上應正確檢測和處理(lǐ)告警信息,及時恢複產品的狀態;
9) I/O信號進出由*隔(gé)離的變壓器或光耦連接,更好的實現隔離;
10) 使用高阻抗的共模或(huò)差模(mó)電(diàn)感濾波器
11) 使用鐵氧體磁環;
12) 在PCB層電源輸入位(wèi)置要做好濾波,通常采用的是大小電容組合,根據實際情況可以酌(zhuó)情(qíng)再添加一級磁珠來濾除高頻信號;13) 組裝生產環節中應嚴(yán)把質量關,做好生產工藝流程控製,盡量保證產品(pǐn)質量的一致(zhì)性,減少因個別產品質量問題帶來的測試不合格現象;
1、電源電路抗幹擾設計
1) 變壓(yā)器及穩壓模塊應就近安裝在交流電源進入係統的地方;
2) 強電輸送線絕不能(néng)在係統(tǒng)內亂布;
3) 電源供電線應盡量短,板間連接線使用雙絞線;
4) 交流輸入、功率繼電器、電源(yuán)濾波器、電源變壓器等幹擾源電路應與係統穩壓後的5V、3.3V等布線(xiàn)嚴(yán)格分(fèn)開並進行有效隔離;
5) 穩壓電源輸出並接(jiē)電(diàn)解電容及0.01uF左右陶瓷電容和二極管;
2、PCB布局抗(kàng)幹擾設計
1) 主控(kòng)部分和外圍設備按各自體係要有明顯界限,不能混裝,即使係統隻有一塊印製板,也要分模塊設計,模塊間做好隔離;
2) 大功率低速電路、模擬電路和數字(zì)電路應分開布(bù)局,大功率器件應與小信號電路分開,如功率繼電器要與主(zhǔ)控模塊及弱點驅動模塊隔離,使相互間的(de)信號耦合最小;
3) 各部件之間引線要盡量短,噪聲敏感器件盡量縮短連接(jiē)的信號線;
4) 發熱量大的器件如電源芯片、單片機、RAM等應盡量(liàng)安排在不影響敏感電路的地方(fāng)及通風冷卻較好的地方,電路板豎直放置時,發熱量大的器件應放置在最上邊。
5) 晶振與CPU時鍾輸(shū)入端,要(yào)相互靠近;
6) 易產生噪聲的(de)器件、小電流電路、大電流電路等應盡量遠離邏輯(jí)電路,如果有可(kě)能,應分開做印製電路板;
7) 盡可能縮短高頻元器件之間的(de)連線,設法減少它們的分(fèn)布(bù)參數和相互間的電磁幹擾;易受幹擾(rǎo)的元器件不(bú)能(néng)相(xiàng)互靠得太近,輸入和輸出元器件(jiàn)應盡量遠離(lí);
8) 按功能模塊對電(diàn)路板進行分區,把有幹擾的電源、接地層和其它功能區與無(wú)幹擾的或(huò)靜態的區域分開;每個功能模塊分區元器件放置應相互靠近,布(bù)線長度最短;
9) DC/DC模塊、開關(guān)元器件和整流(liú)器應盡可能靠近變壓器放置;
10) 電磁幹擾濾波器要盡可(kě)能靠近電磁幹擾源,並放在同一塊(kuài)電路板上;
11) 調壓元器(qì)件和濾波電(diàn)容器應盡可能(néng)靠近整流二極管放置(zhì);
12) 印製電路板按頻率(lǜ)和電流開關特性分區,噪聲元器件和非(fēi)噪聲元器件距離盡量遠;
13) 對噪聲敏感的布線(xiàn)不要與大電流和高速開(kāi)關(guān)線平行;
14) 連接器、接插件(jiàn)應布置在電路板一側,盡量避免從兩側引出(chū)電(diàn)纜,減少共模輻射;
3、PCB布線抗幹擾設計
1) 電路板的層(céng)數(shù)根據係統電源網絡、強弱信號網絡等因素來確定;在電路板層數允許的(de)情況下(xià),可設置獨立的電源層和地層;
2) 數字電路和模擬電路要分開接地;數字電路的地可構成閉環以提高抗幹擾性(xìng)能,地(dì)平麵(miàn)一般(bān)做接地處理,並作為基本電平參考點,地平麵屏蔽(bì)效果優於電源平麵。
3) 元器件布局後(hòu),先布地線、電源線、然後布高速信號線;數字(zì)電路地線采用網格結(jié)構
4) 電源線應盡(jìn)量靠近地線,減小差模(mó)輻射(shè)的環路麵積,有利(lì)於減小電路間幹擾;
5) 時鍾線與信號線(xiàn)之間用地(dì)線隔離,關鍵信號線之間用地線隔離,減小環(huán)路麵積,可有效地抑製相(xiàng)鄰新號線路之(zhī)間的(de)耦合;
6) 避免印製電路板導線的不連續性,布線寬度不要突變,防(fáng)止導(dǎo)線阻抗突變引發信號反射和駐波,布線不要突然拐角,避(bì)免直角和銳角布線(xiàn);
7) 電源線和地線要盡量寬(kuān)、短(duǎn)、直,以(yǐ)減小阻抗;
8) 時鍾信號發生器電路應盡(jìn)量靠近使用時鍾(zhōng)的器件,時(shí)鍾線要盡量短,晶振外殼要(yào)接地,石英晶體及對噪聲敏感器(qì)件下(xià)麵不要走線,用地線把時鍾區圈起(qǐ)來;
9) 電源線和地線加接去耦電(diàn)容,盡量加寬電源導線寬度,采用大麵積(jī)接地;電源輸入端跨接100uF左右(yòu)的電解電容,每個IC處布置一(yī)個0.01uF的瓷片電容。去(qù)耦電容值的選區可按(àn)C=1/f計算,及10MHz取0.1uF,單(dān)片機係統一般(bān)取0.01uF—0.1uF;
10) 印製板(bǎn)中(zhōng)的接觸(chù)器、繼電器、按鈕等元(yuán)器(qì)件,操作時易產生火花放電(diàn),采用RC回路(lù)來吸收放電電流,一般R取值(zhí)1—2K,C取值2.2—4.7uF;
11) 單片機等芯片CMOS電路輸入阻抗很高,且易受靜電感應,對不用的端口通(tōng)過電阻接地或接正(zhèng)電源;
12) 高(gāo)速信號布線的過孔孔徑盡量小,高速並行線每根信號線的過孔(kǒng)數(shù)盡量保持(chí)相(xiàng)同(tóng);
13) 避免(miǎn)有過長的平行信號(hào)線,頂層和底(dǐ)層的(de)布線(xiàn)相互垂直;
14) 數(shù)字地與模擬地要*分開(kāi),單點(diǎn)共地(dì);
15) 光耦(ǒu)隔離(lí)處把原、副*隔離開;
16) 變壓器、開關電源,高頻器件下麵盡(jìn)量不要走線
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