电磁干扰的形式必须同时具备哪三要素,抑制电磁干扰的基本措施有哪些
电磁干扰三要素电磁骚扰源、骚扰传播途径(或传输通道)和敏感设备称为电磁干扰三要素。抑制措施有:屏蔽,滤波,接地及搭接等.根据共模干扰产生的原理,实际应用时常采用以下几种抑制方法:(1)优化电路元器件布置,尽量减少寄生、糯合电容。(2)延缓开关的开通、关断时间,但这与开关电源高频化的趋势不符。(3)应用缓冲电路,减缓dvldt的变化率。变换器中的电流在高频情况下作开关变化,从而在输人、输出的滤波电容上产生很高的dvl巾,即在滤波电容的等效电感或阻抗上感应出干扰电压,这时就会产生常模干扰。故选用高质量的滤波电容(等效电感或阻抗很低)可以降低常模干扰。电磁干扰(英文:ElectroMagnetic Interference,简称EMI)是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能,或可能对生物或物质产生不良影响之电磁现象。电磁干扰也是变频器驱动系统的一个主要问题。1、电磁骚扰源分类(1)一般说来电磁骚扰源分为两大类:自然骚扰源与和人为骚扰源。(2)从电磁干扰属性来分,可以分为功能型干扰源和非功能性干扰源。(3)电磁干扰信号频谱宽度,可以分为宽带干扰源和窄带干扰源。(4)从干扰信号的频率范围来分可以把干扰源分为工频与音频干扰源(50Hz及其谐波)、甚低频干扰源(30Hz以下)、载频干扰源(10kHz~300kHz)、射频及视频干扰源(300kHz)、微波干扰源(300MHz~100GHz)。2、电磁骚扰传播途径电磁干扰传播途径一般也分为两种:即传导耦合方式和辐射耦合方式。任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径(或传输通道)。通常认为电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式;另一种是辐射传输方式。因此从被干扰的敏感器来看,干扰耦合可分为传导耦合和辐射耦合两大类。3、敏感设备敏感设备是对干扰对象总称,它可以是一个很小的组件或一个电路板组件,也可以是一个单独的用电设备甚至可以是一个大型系统。
在防雷击电磁脉冲设计时,为减少电磁干扰的感应效应需采取基本屏蔽措施,下列哪些项是正确的?( )
【答案】:A、B、C
根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16—2008)第11.9.2条规定,为减少雷击电磁脉冲的干扰,宜在建筑物和被保护房间的外部设屏蔽、合理选择敷设线路路径及线路屏蔽等措施,并应符合下列规定:
①建筑物金属屋顶、立面金属表面、钢柱、钢梁、混凝土内钢筋和金属门窗框架等大尺寸金属件,应作等电位联结并与防雷装置相连;
②在需要保护的空间内,当采用屏蔽电缆时,其屏蔽层应在两端及在防雷区交界处作等电位联结;当系统要求只在一端作等电位联结时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理;
③两个建筑物之间的非屏蔽电缆应敷设在金属导管内,导管两端应电气贯通,并应连接到各自建筑物的等电位联结带上;
④当建筑物或房间的大屏蔽空间由金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件组成时,穿入该屏蔽空间的各种金属管道及导电金属物应就近作等电位联结;
⑤每幢建筑物本身应采用共用接地网;当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时,宜将其接地网互相连接。
如何设计PCB,才可以减小电磁干扰
PCB设计中EMC设计如何避免受电磁干扰
电磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。设计电路板时,一方面要尽可能的减少电磁频谱的发射,另一方面则要保护本设备免受电磁干扰。电磁干扰源、耦合路径和接收器,是形成干扰的三个要素,缺少其中任何一个都不会形成干扰。
电磁兼容性设计与具体电路有着密切的关系,为了进行电磁兼容性设计,设计者需要将辐射(从产品中泄漏的射频能量)减到最小,并增强其对辐射(进入产品中的能量)的易感性和抗干扰能力。而对于低频时常见的传导耦合,高频时常见的辐射耦合,切断其耦合途径是在设计时务必应该给予充分重视的。龙芯科技【www.pcbqc.com】根据多年的经验累积,认为抗干扰设计的基本原则有三个:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。
1. 抑制干扰源
抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt(数字器件电压变化率),di/dt(数字器件电流变化率)。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。
2. 切断干扰传播路径
(1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。
(2)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。
(3)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。
(4)用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则。
3. 提高敏感器件的抗干扰性能
提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。提高敏感器件抗干扰性能的常用措施:
(1)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。
(2)对单片机使用电源监控电路,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。
(3)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振频率和选用低速数字电路。
(4)IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。
在 pcb 的电磁兼容性设计中,在元件布局,分层,布线等方面要考虑哪些原则
数字电路与模拟电路尽量分开。数字地和模拟地也应采用不同的区域分布,且尽量做到数模一点共地。对于高速信号线,要注意布线长度,布线的长度要尽可能的短。如果布线长度超过信号波长的1/20,则需要考虑阻抗匹配的问题,以免引起信号的反射。对于高速信号线,尽可能的在单层走线,且布线尽量采用圆弧的过弯,至少也要保证是45°。否则会引起射频干扰。多层板时,要注意层叠的对称性。例如:电源层-信号层-信号层-电源层。