EMC設計來幫忙,係統輻射指標達標沒問題
發布時間:2014-11-27 責任編輯:sherryyu
【導讀】熟悉電磁兼容設計的工程師都知道,設計好時鍾電路是保證達到係統輻射指標的關鍵,時鍾電路EMC設計的好壞直接影響整個係統的性能。對於經驗豐富的工程師來說,在數字係統中有許多種方法可用於解決電磁幹擾問題。
我(wo)們(men)都(dou)知(zhi)道(dao)時(shi)鍾(zhong)源(yuan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)兩(liang)種(zhong)方(fang)式(shi)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。同(tong)步(bu)時(shi)鍾(zhong)的(de)重(zhong)複(fu)特(te)性(xing)以(yi)及(ji)沒(mei)有(you)正(zheng)確(que)端(duan)接(jie)的(de)線(xian)路(lu)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。時(shi)鍾(zhong)的(de)能(neng)量(liang)是(shi)通(tong)過(guo)天(tian)線(xian)輻(fu)射(she)進(jin)入(ru)電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)。這(zhe)裏(li)指(zhi)的(de)天(tian)線(xian)包(bao)括(kuo)各(ge)種(zhong)形(xing)式(shi):PCB線路、PCB返工線、未經充分屏蔽的元件、連接器、纜線(屏蔽或非屏蔽)以(yi)及(ji)未(wei)正(zheng)確(que)接(jie)地(di)的(de)設(she)備(bei)等(deng)。在(zai)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)係(xi)統(tong)中(zhong),固(gu)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)時(shi)鍾(zhong)是(shi)主(zhu)要(yao)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)源(yuan)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei),這(zhe)些(xie)時(shi)鍾(zhong)總(zong)是(shi)在(zai)一(yi)個(ge)固(gu)定(ding)的(de)頻(pin)率(lv)下(xia)工(gong)作(zuo),這(zhe)將(jiang)使(shi)能(neng)量(liang)增(zeng)加(jia)到(dao)更(geng)高(gao)的(de)級(ji)別(bie)。而(er)非(fei)重(zhong)複(fu)性(xing)信(xin)號(hao)或(huo)是(shi)異(yi)步(bu)信(xin)號(hao)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)如(ru)此(ci)多(duo)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。隨(sui)著(zhe)更(geng)高(gao)的(de)數(shu)據(ju)速(su)率(lv)要(yao)求(qiu)更(geng)快(kuai)的(de)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv),信(xin)號(hao)的(de)邊(bian)沿(yan)率(lv)(即上升時間和下降時間)yesuizhitigao。jiaokuaidebianyanlvjiangshifushexinhaodenengliangjibiezengjiagengduo。daozhidianciganraodediergeyuanyinshishizhongxianlumeiyouzhengqueduanjie。zukangbupipeijianghuidaozhixianluxinhaochuxianzhengxianghuofuxiangdeguochong,zaizhezhongqingkuangxiafushenengliangjianghuizengjia,zengjiadefuduqujueyuzhengfuxiangguochongdeyanzhongchengdu。ruguoyanzhongdeguochongdaozhileshidaoershigejiedian,kenengjiuwufatongguoFCC符合標準測試。
對於經驗豐富的工程師來說,在數字係統中有許多種方法可用於解決電磁幹擾問題。設計者可以選擇屏蔽設計、信(xin)號(hao)過(guo)濾(lv)或(huo)是(shi)消(xiao)除(chu)幹(gan)擾(rao)源(yuan)能(neng)量(liang)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti),這(zhe)些(xie)方(fang)案(an)可(ke)以(yi)單(dan)獨(du)使(shi)用(yong),也(ye)可(ke)以(yi)和(he)其(qi)他(ta)方(fang)案(an)配(pei)合(he)使(shi)用(yong)。第(di)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)為(wei)屏(ping)蔽(bi),這(zhe)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)種(zhong)電(dian)氣(qi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),而(er)隻(zhi)能(neng)稱(cheng)得(de)上(shang)是(shi)一(yi)種(zhong)機(ji)械(xie)上(shang)的(de)執(zhi)行(xing)方(fang)案(an)。屏(ping)蔽(bi)是(shi)采(cai)用(yong)金(jin)屬(shu)包(bao)裝(zhuang)的(de)方(fang)式(shi)將(jiang)元(yuan)器(qi)件(jian)、電路、組合件、電纜或整個係統的幹擾源包圍起來,防止幹擾電磁場向外擴散。過去經常采用屏蔽方案,但是有時這種方案的成本較高;而er且qie對dui於yu發fa熱re量liang比bi較jiao大da的de電dian路lu係xi統tong,加jia上shang屏ping蔽bi盒he會hui影ying響xiang散san熱re,沒mei有you良liang好hao的de散san熱re這zhe對dui產chan品pin來lai說shuo是shi非fei常chang致zhi命ming的de,過guo熱re甚shen至zhi會hui損sun傷shang器qi件jian或huo係xi統tong。還hai有you,一yi旦dan在zai產chan品pin發fa布bu之zhi前qian發fa現xian電dian磁ci幹gan擾rao問wen題ti,如ru果guo采cai用yong屏ping蔽bi方fang案an,屏ping蔽bi盒he的de安an裝zhuang將jiang成cheng為wei一yi個ge難nan題ti。其qi他ta兩liang種zhong方fang法fa為wei濾lv波bo和he降jiang低di功gong率lv都dou是shi采cai用yong將jiang產chan生sheng電dian磁ci幹gan擾rao輻fu射she的de線xian路lu隔ge離li的de方fang法fa。為wei了le確que定ding究jiu竟jing是shi哪na一yi條tiao或huo是shi哪na幾ji條tiao線xian路lu導dao致zhi了le電dian磁ci幹gan擾rao,應ying進jin行xing消xiao聲sheng室shi測ce試shi或huo是shi電dian磁ci幹gan擾rao仿fang真zhen。測ce試shi得de到dao的de輻fu射she報bao告gao將jiang確que定ding在zai哪na些xie頻pin率lv上shang的de電dian磁ci幹gan擾rao超chao標biao,這zhe些xie頻pin率lv通tong常chang被bei稱cheng為wei幹gan擾rao點dian。一yi旦dan確que定ding了le這zhe些xie頻pin率lv(以及其諧波頻率),就可找到導致幹擾的時鍾線路,這裏可以從時鍾信號是否端接、時鍾驅動器的選擇、時鍾驅動器的選擇、降低時鍾邊沿轉換率來考慮。
因此針對時鍾電路的EMC設(she)計(ji),我(wo)們(men)提(ti)出(chu)了(le)如(ru)下(xia)的(de)建(jian)議(yi)。由(you)於(yu)目(mu)前(qian)已(yi)有(you)許(xu)多(duo)以(yi)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)或(huo)是(shi)改(gai)變(bian)電(dian)路(lu)布(bu)局(ju)方(fang)式(shi)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)幹(gan)擾(rao)防(fang)治(zhi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)都(dou)耗(hao)時(shi)費(fei)事(shi),若(ruo)能(neng)在(zai)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)上(shang)的(de)小(xiao)細(xi)節(jie)多(duo)加(jia)留(liu)意(yi),就(jiu)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)預(yu)防(fang)電(dian)磁(ci)波(bo)噪(zao)聲(sheng)的(de)產(chan)生(sheng)。時(shi)鍾(zhong)信(xin)號(hao)若(ruo)是(shi)沒(mei)有(you)被(bei)正(zheng)確(que)的(de)端(duan)接(jie),或(huo)是(shi)時(shi)鍾(zhong)器(qi)件(jian)具(ju)有(you)快(kuai)速(su)的(de)瞬(shun)時(shi)特(te)性(xing),都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)噪(zao)聲(sheng)。若(ruo)要(yao)控(kong)製(zhi)電(dian)磁(ci)波(bo)噪(zao)聲(sheng)的(de)產(chan)生(sheng),必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)下(xia)列(lie)幾(ji)項(xiang)原(yuan)則(ze):正確的端接所有的時鍾信號;盡量采用邊緣上升速率較低的時鍾緩衝器件;在時鍾線路中采用濾波電容;在高速的電路中采用時鍾擴頻技術。
chuleyishangyunyongdefangfa,womenhaikeyiyongyixiecuoshilaijianxiaoshizhongdianluyijishizhongxianludediancifushe,rushizhongxinhaozouxianchangdujinkenengduan,xiankuanjinkenengda,yuqitaxianjianjujinkenengda,jinkaoqijianbujubuxian,biyaoshikeyizouneiceng;shizhongchanshengqijinliangkaojinshiyonggaishizhongdeqijian。zaimouxieqingkuangxia,keyicaiquduishizhongxianlutianjiabaohuxingxianlu,jizaishizhongxianliangbianpusheliangtiaojiedixianjinxingpingbi。shizhongdianluhegaopindianlushizhuyaodeganraohefusheyuan,yidingyaodanduanpai、遠離敏感電路。時鍾輸出布線時不要采用向多個器件直接串行地連接(稱為菊花式連接);而應該經時鍾緩衝器分發後向多個器件直接提供時鍾信號。石英晶體下麵以及對噪聲敏感的器件下麵不要走線,且石英晶體振蕩器外殼要接地。時鍾線要嚴格地控製阻抗,如果能從內層走線則最好(可減小幹擾),盡量少用過孔。保證時鍾信號返回路徑的完整性,使信號返回路徑的環路麵積最小,減小電磁輻射。各類時鍾ICxinpiandejiediyinjiaoyaojiujinjiedi。zhiyaozaidianlushejishangzunshouzhexiejiandandeguize,jiukeyizuididechengbenhezuiduandeshijianneiyouxiaodikongzhidiancibofushe,tigaochanpindejingzhengli。
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