PCB電路設計的電磁兼容性問題
點擊數(shù):24052017-12-21 10:12:32 來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統(tǒng)測試、EMS系統(tǒng)測試、EMC測試附件、EMC測試天線
1.電磁兼容的概念
考慮電磁兼容的根本原因在于電磁干擾的存在。電磁干擾是破壞性電磁能從一個電子設備通過輻射或傳導傳到另一個電子設備的過程。一般來說,EMI特指射頻信號(RF),但電磁干擾可以在所有的頻率范圍內(nèi)發(fā)生。
電磁兼容性性是指電氣和電子系統(tǒng)、設備和裝置在設定的電磁環(huán)境中,在規(guī)定的安全界限內(nèi)以設計的等級或性能運行,而不會由于電磁干擾引起損壞或不可接受到性能惡化的能力。這里所說的電磁環(huán)境是指存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。這表明電磁兼容性一方面指電子產(chǎn)品應具有抑制外部電磁干擾的能力;另一方面,該電子產(chǎn)品所產(chǎn)生的電磁干擾應低于限度,不得影響同一電磁環(huán)境中其他電子設備的正常工作。
現(xiàn)今的電子產(chǎn)品已經(jīng)由模擬設計轉(zhuǎn)為數(shù)字設計。隨著數(shù)字邏輯設備的發(fā)展,與EMI和EMC相關的問題開始成為產(chǎn)品的焦點,并得到設計者和使用者很大的關注。美國通信委員會(FCC)在20世紀70年代中后期公布了個人電腦和類似設備的輻射標準,歐共體在其89/336/EEC電磁兼容指導性文件中提出輻射和抗干擾的強制性要求。我國也陸續(xù)制定了有關電磁兼容的國家標準和國家軍用標準,例如“電磁兼容術(shù)語”(GB/T4365-1995),“電磁干擾和電磁兼容性術(shù)語”(GJB72-85),“無線電干擾和抗擾度測量設備規(guī)范”(GB/T6113-1995),“電動工具、家用電器和類似器具無線電干擾特性的測量方法和允許值”(GB4343-84)。這些電磁兼容性規(guī)范大大推動了電子設計技術(shù)并提高了電子產(chǎn)品的可靠性和適用性。
2.EMC在PCB設計中的重要性
隨著電子設備的靈敏度越來越高,并且接受微弱信號的能力越來越強,電子產(chǎn)品頻帶也越來越寬,尺寸越來越小,并且要求電子設備抗干擾能力越來越強。一些電器、電子設備工作時所產(chǎn)生的電磁波,容易對周圍的其他電氣、電子設備形成電磁干擾,引發(fā)故障或者影響信號的傳輸。另外,過度的電磁干擾會形成電磁污染,危害人們的身體健康,破壞生態(tài)環(huán)境。
如果在一個系統(tǒng)中各種用電設備能夠正常工作而不致相互發(fā)生電磁干擾造成性能改變和設備的損壞,人們就稱這個系統(tǒng)中的用電設備是相互兼容的。但是隨著設備功能的多樣化、結(jié)構(gòu)的復雜化、功率的加大和頻率的提高,同時它們的靈敏度也越來越高,這種相互兼容的狀態(tài)越來越難獲得。為了使系統(tǒng)達到電磁兼容,必須以系統(tǒng)的電磁環(huán)境為依據(jù),要求每個用電設備不產(chǎn)生超過一定限度的電磁發(fā)射,同時又要求它本身要具備一定的抗干擾能力。只有對每一個設備都作出這兩個方面的約束和改進,才能保證系統(tǒng)達到完全兼容。
通常認為電磁干擾的傳輸有兩種方式:一種是傳導方式;另一種是輻射方式。在實際工程中,兩個設備之間發(fā)生干擾通常包含著許多種途徑的耦合。正因為多種途徑的耦合同時存在,反復交叉,共同產(chǎn)生干擾,才使得電磁干擾變得難以控制。