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电磁兼容性规范(转)(2011-02-22 09:51:00)

摘要:一.引言

   
    我国从1983年开始也陆续颁布了一系列有关电磁兼容性规范。

    虽然电磁干扰问题由来已久,但电磁兼容这个新型的综合性学科却是近代形成的。主要研究和应用的内容包括:电磁兼容性标准和规范,分析和预测,设计,实验测量,开发屏蔽材料,培训教育和管理等。

    二.电磁兼容的重要性

    [1] 为了电子设备工作的可靠性
    磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。电磁干扰是对电子设备工作性能有害的电磁变化现象。电磁干扰不仅影响电子设备的正常工作,甚至造成电子设备中的某些元件损害。因此对电子设备的电磁兼容技术要给予充分的重视。既要注意电子设备不受周围电磁干扰而能正常工作,又要注意电子设备本身不对周围其他设备产生电磁干扰,影响其他设备正常运行。

    [2] 为了电子设备的国际接轨
    近来,电磁兼容性已由事后处理发展到预先分析、预测和设计。电磁兼容已成为现代工程设计中的重要组成部分。电磁兼容性达标认证已由一个国家范围向全球地区发展,使电磁兼容性与安全性、环境适应性处于同等重要的地位。

    例如,欧共体将产品的电磁兼容性要求纳入技术法规,强制执行89/336/EEC指令,规定从1996年1月1日起电气和电子产品必须符合电磁兼容性要求,并加贴CE标志后才能在市场销售。

    为了与国际接轨,我国外经部和国家出入境检验局于1999年1月起对个人计算机、显示器、打印机、开关电源、电视机和音响设备实施电磁兼容性强制检测。炸的危险,电磁能量通过对人体组织的物理化学作用会产生有害的生......

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SI,PI,EMC,RF是什么(2008-07-03 10:45:00)

摘要:SI---Signal Integrity 信号完整性
PI---Power Integrity 电源完整性
emc---electromagnetic compatibility 电磁兼容
rf --radio frequency 射频

emc=emi+ems

EMI(电磁辐射)=传导干扰(conduction)+辐射干扰(emission)

SI: 由傅立叶 变换可看出,信号上升越快, 高次谐波的幅度越大, MAXWELL方程组看知,这些交流高次谐波会在临近的线上产生交变电流. 甚至通过空间寄生电容直接辐射到另外的导体,所以这些高次谐波就是造成辐射干扰(emission)的主要因素; (说的简单点,就是信号上升越快,信号越完整,信号品质越好,但是对于emi不好)

PI: PCB上存在数字\\模拟区域, 高频\\低频区域等不同的区域和平面, 如果分割不当则很容易相互干扰, 即传导干扰(conduction).




电源完整性之APSIM-SPI 篇

在PCB设计中,高速电路的布局布线和质量分析无疑是工程师们讨论的焦点。尤其是如今的电路工作频率越来越高,例如一般的数字信号处理(DSP)电路板应用频率在150-200MHz是很常见的,CPU板在实际应用中达到500MHz以上已经不足为奇,在通信行业中Ghz电路的设计已经十分普及。所有这些PCB板的设计,往往是采用多层板技术来实现。在多层板设计中不可避免地为采用电源层的设计技术。而在电源层设计中,往往由于多种类的电源混合应用而使得设计变为十分复杂。



那么萦绕在PCB工程师中的难题有哪些?PCB的层数如何定义?包括采用多少层?各个层的内容如何安排最合理?如应该有几层地,信号层和地层如何交替排列等等。如何设计多种类的电源分块系统?如3.3V, 2.5V, 5V, 12V 等等。电源层的合理分割和共地问题是PCB是否稳定的一个十分重要的因素。如何设计去耦电容?利用去耦电容来消除开关噪声是常用的手段,但如何确定其电容量?电容放置在什么位置?什么时候采用什么类型的电容等等。如何消除地弹噪声?地弹噪声是如何影响和干扰有用信号的?回路(Return Path)噪声如......

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干扰(2008-06-12 14:02:00)

摘要: 干扰就是有害信号耦合进来了, 耦合途径分传导和感应. 屏蔽解决的是感应.
感应靠电磁场, 但也分电场, 磁场和电磁波.
电场靠的其实是位移电流, 用中学物理的概念, 也不妨近似地理解为交变的静电感应.
磁场靠电磁感应, 环形电流感应出环流, 就像电涡流, 线形电流 (其实就是很靠近环路的局部) 感应出平行的电流, 但电流总要成"环", 大范围看还是环流.
电磁波也靠电磁感应, 前一个其实也是这个的特例. 只是这个距离远了, 大于波长了, 无法用集总参数模型了, 就号称"波"了.
一般来说, 在一个系统内部, 光靠电场作用传不远, 有磁场参与才好杂音远扬. 但放到更大地理范围就不是这样了, 例如雷电破坏就以静电感应为主.

另外, 从电路角度, 电场主要是共模干扰 (当距离较远或被干扰的两个电极较近). 磁场主要是差模干扰, 除非版图设计刚好让两个差分信号输入端之间很近, 而两者与地之间构成了较大的环.

用什么屏蔽措施, 取决于对付哪个干扰.

防电场, 本质上是"吸收"电荷, 是隔离"单位"之间的电场, 同时帮助单位内部的地等电势. 显然, 一个悬浮的导体是无法隔离其两侧空间的电场的, 必须接到一个"恒电势"点上.
而像雷电的感应, 由于电场太强, 不仅要接地, 而且必须接大地, 把大量电荷引入大地.
防磁场, 本质上是"吸收"涡流, 只要用导电体(最好还导磁)把系统完整的包住, 外面的交变磁场就如同潜艇壳体外的急流浪涌, 不会影响内部, 这个壳体是接地还是悬浮在水中并不重要.
防电磁波, 与防磁场类似. 但对高频干扰, 甚至不用完整壳体, 一张网就够了.

用什么屏蔽措施, 还取决于要消除哪几个部分之间的干扰.
例如, 希望保证 A/D 采集质量, 就需要把从初级放大器到 A/D 部分全包进去, 如果只包放大器, 放大器到 A/D 间的干扰就无法消除.......

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<转载>ESD静电问题终极解决方案(2008-06-03 16:40:00)

摘要:静电是人们非常熟悉的一种自然现象。静电的许多功能已经应用到军工或民用产品中,如静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等。然而,静电放电ESD(Electro-Static Discharge)却又成为电子产品和设备的一种危害,造成电子产品和设备的功能紊乱甚至部件损坏。现代半导体器件的规模越来越大,工作电压越来越低,导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。ESD对于电路引起的干扰、对元器件、CMOS电路及接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。电子设备的ESD也开始作为电磁兼容性测试的一项重要内容写入国家标准和国际标准。 1.静电成因及其危害 静电是两种介电系数不同的物质磨擦时,正负极性的电荷分别积累在两个特体上而形成。当两个物体接触时,其中一个趋从于另一个吸引电子,因而二者会形成不同的充电电位。就人体而言,衣服与皮肤之间的磨擦发生的静电是人体带电的主要因之一。 静电源与其它物体接触时,依据电荷中和的机理存在着电荷流动,传送足够的电量以抵消电压。在高速电量的传送过程中,将产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场,严重时将其中物体击毁,这就是静电放电。国家标准中定义:静电放电是具有不同静电电位的特体互相靠近或直接接触引起的电荷转移(GB/T4365-1995),一般用ESD表示。ESD会导致电子设备严重损坏或操作失常。 静电对器件造成的损坏有显性和隐性两种。隐性损坏在当时看不出来,但器件变得更脆弱,在过压、高温等条件下极易损坏。 ESD两种主要的破坏机制是:由ESD电流产生热量导致设备的热失效;由ESD感应出过高电压导致绝缘击穿。两种破坏可能在一个设备中同时发生,例如,绝缘击穿可能激发大的电流,这又进一步导致热失效。 除容易造成电路损害外,静电放电也极易对电子电路造成干扰。静电放电对电子电路的干扰有二种方式。一种是传导干扰,另一种是辐射干扰。 2.数码产品的构造及其ESD问题 现在各类数码产品的功能越来越强大,而电路板却越来越小,集成度越来越高。并都或多或少的装有部分接口用于人机交互,这样就存在着人体静电放电的ESD问题。一般数码产品中需要进行ESD防护的部位有:USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天线接口、VGA接口、DVI接口、按键电路、SIM卡、耳机及其他各类数据传输接口。 ESD可能会造成产品工作异常、死机......

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电流互感器结构原理(2007-12-10 19:02:00)

摘要:1 普通电流互感器结构原理
  电流互感器的结构较为简单,由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同,一次绕组的匝数(N1)较少,直接串联于电源线路中,一次负荷电流()通过一次绕组时,产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流();二次绕组的匝数(N2)较多,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路,见图5-1。 图5-1 普通电流互感器结构原理图   由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数,I1N1=I2N2,电流互感器额定电流比:。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小,二次绕组接近于短路状态,相当于一个短路运行的变压器。 2 穿心式电流互感器结构原理   穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组,载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路,见图5-2。 图5-2 穿心式电流互感器结构原理图   由于穿心式电流互感器不设一次绕组,其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定,穿心匝数越多,变比越小;反之,穿心匝数越少,变比越大,额定电流比:。 式中I1——穿心一匝时一次额定电流;
  n——穿心匝数。 3 特殊型号电流互感器 3.1多抽头电流互感器。这种型号的电流互感器,一次绕组不变,在绕制二次绕组时,增加几个抽头,以获得多个不同变比。它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组,其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上,将不同变比的二次绕组抽头引出,接在接线端子座上,每个抽头设置各自的接线端子,这样就形成了多个变比,见图5-3。 图5-3 多抽头电流互感器原理图   例如二次绕组增加两个抽头,K1、K2为100/5,K1、K3为75/5,K1、K4为50/5等。此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比,调换二次接线端子的接线来改变变比,而不需要更换电流互感器,给使用提供了方便。
3.2不同变比电流互感器。这种型号的电流互感器具有同一个铁心和一次绕组,而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组,以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要,见图5-4。 图5-4 不同变比电流互感器原......

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电流互感器结构原理(2007-12-10 18:58:00)

摘要:1 普通电流互感器结构原理
  电流互感器的结构较为简单,由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同,一次绕组的匝数(N1)较少,直接串联于电源线路中,一次负荷电流()通过一次绕组时,产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流();二次绕组的匝数(N2)较多,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路,见图5-1。 图5-1 普通电流互感器结构原理图   由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数,I1N1=I2N2,电流互感器额定电流比:。电流互感器实际运行中负荷阻抗很小,二次绕组接近于短路状态,相当于一个短路运行的变压器。 2 穿心式电流互感器结构原理   穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组,载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路,见图5-2。 图5-2 穿心式电流互感器结构原理图   由于穿心式电流互感器不设一次绕组,其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定,穿心匝数越多,变比越小;反之,穿心匝数越少,变比越大,额定电流比:。 式中I1——穿心一匝时一次额定电流;
  n——穿心匝数。 3 特殊型号电流互感器 3.1多抽头电流互感器。这种型号的电流互感器,一次绕组不变,在绕制二次绕组时,增加几个抽头,以获得多个不同变比。它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组,其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上,将不同变比的二次绕组抽头引出,接在接线端子座上,每个抽头设置各自的接线端子,这样就形成了多个变比,见图5-3。 图5-3 多抽头电流互感器原理图   例如二次绕组增加两个抽头,K1、K2为100/5,K1、K3为75/5,K1、K4为50/5等。此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比,调换二次接线端子的接线来改变变比,而不需要更换电流互感器,给使用提供了方便。
3.2不同变比电流互感器。这种型号的电流互感器具有同一个铁心和一次绕组,而二次绕组则分为两个匝数不同、各自独立的绕组,以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要,见图5-4。 图5-4 不同变比电流互感器原......

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滤波电感在电源抗干扰中的应用(2007-12-05 15:03:00)

摘要:摘要:从磁性材料的角度指出了共模与差模抗干扰滤波器中电感材料的选择原则。指出必须根据干扰信号的类型(模或差模)选取对应的磁性材料,并按照所需抑制频段研制该材料的磁性能,使之适合该抑制频段需要,只有这样才能得到最佳的抗干扰效果。最后本文指出由于开关电源的微型化,促进抗干扰电感器件向片式化和薄式化的发展。     关键词:电磁干扰(EMI)  电磁兼容(EMC)  共模、差模抗干扰滤波器                 Application of FILTER Inductance to Anti-jamming in Power Supply     Abstract: The selection principles of common-mode and differential-mode anti-jamming inductance FILTER material is pointed out at the field of magnetic materials in this paper. To obtain the best effect of anti-jamming ,the materials are selected basing on the type of jamming signal(commonmodeordifferentialmode),and the materials must be developed according to blanketing frequency. At last this paper clarifies that microminiaturization of switching power supply advances the development of sheet and thin FILTER inductance.     Keyword: Electromagnetic Interfering (EMI), Electrom......

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EMI/EMC设计秘籍(2007-10-29 21:26:00)

摘要:    主要内容:
一、EMC工程师必须具备的八大技能
二、EMC常用元件
三、EMI/EMC设计经典85问
四、EMC专用名词大全
五、产品内部的EMC设计技巧
六、电磁干扰的屏蔽方法
七、电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程
http://www.eetchina.com/ARTICLES/2007JUN/PDF/EECOL_2007JUN21_EMS_TA_999.pdf?SOURCES=DOWNLOAD
......

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