PCB设计EMC干扰问题

2021-03-23 07:54:31    353次浏览

电磁兼容性EMC，是指PCB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。PCB设计时，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，PCB设计工程师需要将辐射（从产品中泄漏的射频能量）减到小，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PCB设计时务必应该给予充分重视的。PCB抗干扰设计的基本原则有三个：PCB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. PCB设计抑制干扰源

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）。这是抗干扰设计中先考虑和重要的原则，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，后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则。

3. pcb设计中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。