關(guān)于EMC的經(jīng)典問(wèn)題分析
EMC(電磁兼容性)十大經(jīng)典問(wèn)題?包括以下內(nèi)容:
?為什么數(shù)字電路的地線和電源線上經(jīng)常會(huì)有很大的噪聲電壓?? 數(shù)字電路工作時(shí)會(huì)瞬間吸取很大的電流,這些瞬變電流流過(guò)電源線和地線時(shí),由于電源線和地線電感的存在,會(huì)產(chǎn)生較大的反沖電壓,這就是觀察到的噪聲電壓。減小這些噪聲電壓的方法包括減小電源線和地線的電感,如使用網(wǎng)格地、地線面、電源線面等,另一個(gè)方法是在電源線上使用適當(dāng)?shù)慕怦铍娙?。
?怎樣防止搭接點(diǎn)出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象?? 選擇電化學(xué)電位接近的金屬,或?qū)佑|的局部進(jìn)行環(huán)境密封,隔絕電解液?。
?什么是搭接,舉出幾種搭接的方法?? 金屬構(gòu)件之間的低阻抗(射頻)連接稱(chēng)為搭接,搭接的方式有焊接、鉚接、螺釘連接、電磁密封襯墊連接等。
?降低地線射頻阻抗的方法有哪些?? 盡量使用表面積大的導(dǎo)體,以減小高頻電流的電阻;盡量使導(dǎo)體短些,以減小電阻和電感;在導(dǎo)體表面鍍銀,減小表面電阻;多根導(dǎo)體并聯(lián),減小電感?。
?為什么在有些進(jìn)口樣機(jī)中看到有些地線通過(guò)電容或電感接地?? 為了使地線系統(tǒng)對(duì)于不同頻率的信號(hào)呈現(xiàn)不同的地線結(jié)構(gòu)。
?導(dǎo)致地線干擾問(wèn)題的根本原因是什么?? 地線干擾問(wèn)題的根本原因是地線電感引起的反沖電壓和射頻阻抗問(wèn)題。
?設(shè)備的接地電阻過(guò)高會(huì)導(dǎo)致哪些問(wèn)題?? 接地電阻過(guò)高會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的電磁發(fā)射、自兼容及抗干擾性問(wèn)題。這通常是由于設(shè)備內(nèi)部局部(如電路板或電纜)的接地阻抗過(guò)高引起的。
?電纜線的屏蔽不足會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題?? 電纜線的屏蔽不足會(huì)導(dǎo)致電磁發(fā)射或射頻抗干擾問(wèn)題。電纜的接地阻抗在這里起到了很大作用。如果設(shè)備不能有效接地甚至需要維持絕緣時(shí),采取濾波有時(shí)比屏蔽更有效。
設(shè)備間相互干擾問(wèn)題
現(xiàn)代生活中,各種電子設(shè)備密集分布,如家庭中的電視、電腦、手機(jī),以及工業(yè)環(huán)境里的眾多儀器設(shè)備等。這些設(shè)備在工作過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生并受到電磁干擾。例如,在一個(gè)小型辦公室環(huán)境中,有幾臺(tái)臺(tái)式電腦、打印機(jī)以及多部手機(jī)同時(shí)在使用。其中一臺(tái)電腦連接著打印機(jī)進(jìn)行文件打印工作,旁邊的一位同事正在使用手機(jī)接聽(tīng)電話。就在手機(jī)接通的瞬間,原本正常打印的打印機(jī)突然出現(xiàn)了卡紙現(xiàn)象,并且電腦屏幕上也出現(xiàn)了短暫的閃爍,鼠標(biāo)指針更是出現(xiàn)了異常跳動(dòng)。這就是典型的設(shè)備間電磁干擾現(xiàn)象。
EMC 通過(guò)一系列措施來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題。一方面,它要求設(shè)備在設(shè)計(jì)和制造階段,嚴(yán)格控制自身產(chǎn)生的電磁干擾(電磁干擾,簡(jiǎn)稱(chēng) EMI),例如優(yōu)化電路設(shè)計(jì),合理選擇電子元件,確保設(shè)備產(chǎn)生的電磁輻射在規(guī)定范圍內(nèi)。像一些電腦制造商在設(shè)計(jì)電腦主板時(shí),會(huì)采用低電磁輻射的芯片組,并對(duì)電路布局進(jìn)行精細(xì)調(diào)整,以減少不必要的電磁輻射產(chǎn)生。另一方面,EMC 也注重提高設(shè)備對(duì)外部電磁環(huán)境的抗干擾能力(電磁耐受性,簡(jiǎn)稱(chēng) EMS),比如采用屏蔽技術(shù),將設(shè)備內(nèi)部的敏感電路或元件與外界電磁場(chǎng)隔離開(kāi)來(lái),使其能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境中正常工作,不受其他設(shè)備干擾的影響。以打印機(jī)為例,部分高端打印機(jī)在其內(nèi)部關(guān)鍵電路周?chē)O(shè)置了金屬屏蔽罩,并將屏蔽罩良好接地,這樣當(dāng)附近有手機(jī)等產(chǎn)生電磁干擾的設(shè)備時(shí),就能有效阻擋外部電磁場(chǎng)對(duì)打印機(jī)內(nèi)部電路的影響,從而避免出現(xiàn)諸如卡紙、打印錯(cuò)誤等異常情況。
系統(tǒng)內(nèi)部干擾問(wèn)題
電子設(shè)備內(nèi)部同樣是一個(gè)復(fù)雜的電磁環(huán)境。不同的電路模塊、電子元件之間也存在著相互干擾的可能性。以一臺(tái)電腦為例,電源部分產(chǎn)生的高頻噪聲可能會(huì)通過(guò)電源線傳導(dǎo)到主板上的其他電路,影響芯片的正常工作;又或者主板上的數(shù)字電路和模擬電路之間,如果布局不合理,可能會(huì)因?yàn)殡姶篷詈隙a(chǎn)生干擾,導(dǎo)致信號(hào)失真或出現(xiàn)錯(cuò)誤。
EMC 針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部干擾問(wèn)題,采取了多種有效的解決辦法。合理的接地策略是關(guān)鍵之一,如單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地或混合接地方式的選擇,要根據(jù)設(shè)備內(nèi)部電路的工作頻率等因素來(lái)確定,以確保地線上的電位穩(wěn)定,減少因地線回路產(chǎn)生的干擾。此外,通過(guò)濾波技術(shù),在電路中添加合適的電容、電感等元件,可以過(guò)濾掉不需要的高頻或低頻干擾信號(hào),保證電路信號(hào)的純凈度。還有就是精心的 PCB 布局與布線,將模擬電路和數(shù)字電路分區(qū)布局,避免信號(hào)線的交叉干擾,同時(shí)保證高速信號(hào)線的特性阻抗匹配,減少信號(hào)反射等問(wèn)題。
電磁輻射對(duì)人體及生態(tài)環(huán)境的影響問(wèn)題
隨著電子設(shè)備的普及,電磁輻射已經(jīng)成為我們生活中無(wú)法忽視的一部分。長(zhǎng)時(shí)間暴露在高強(qiáng)度電磁輻射下,人體可能會(huì)出現(xiàn)一系列不適癥狀,如頭痛、失眠、記憶力減退等,甚至在一些極端情況下,可能會(huì)增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于生態(tài)環(huán)境而言,電磁輻射也可能對(duì)動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)和繁衍造成干擾。例如,一些研究發(fā)現(xiàn),高強(qiáng)度電磁輻射區(qū)域附近的蜜蜂可能會(huì)出現(xiàn)迷失方向、無(wú)法正常采蜜等情況,影響蜜蜂種群的生存和農(nóng)業(yè)的授粉環(huán)節(jié)。
EMC 在這方面的作用主要體現(xiàn)在對(duì)電子設(shè)備電磁輻射的控制上。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求電子設(shè)備在設(shè)計(jì)和制造時(shí),必須將電磁輻射控制在安全范圍內(nèi)。通過(guò)優(yōu)化設(shè)備的電磁結(jié)構(gòu),采用屏蔽、濾波等技術(shù)手段,可以有效降低電磁輻射的強(qiáng)度,使其符合國(guó)際和國(guó)內(nèi)的健康與環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn),從而減少對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境的潛在危害。比創(chuàng)達(dá)電子科技有限公司在電磁輻射控制方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)的技術(shù),其研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品和解決方案,能夠幫助電子設(shè)備制造商更好地滿足電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)要求,保障用戶(hù)的健康和生態(tài)環(huán)境的安全.
?電磁干擾(EMI)超標(biāo)的原因是什么?? 電磁干擾超標(biāo)通常是由于設(shè)備設(shè)計(jì)或制造過(guò)程中的不當(dāng)措施引起的。
?電磁敏感性(EMS)不足會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題?? 電磁敏感性不足會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在電磁環(huán)境中無(wú)法正常工作。這通常與設(shè)備的電路設(shè)計(jì)和屏蔽措施有關(guān)?。
EMC(電磁兼容)包括EMS(電磁敏感度)和EMI(電磁干擾)兩部分,通常我們所說(shuō)的解決EMC問(wèn)題,其實(shí)就是解決電子設(shè)備對(duì)外輻射干擾,或者如何防止設(shè)備、電子元件被外界電磁波干擾的問(wèn)題。
學(xué)習(xí)EMC要重視基礎(chǔ)知識(shí),像電磁波、電磁場(chǎng)等入門(mén)理論,有迫切學(xué)會(huì)的愿望,在實(shí)踐中與別人多人交流,幾個(gè)人的學(xué)習(xí)交流效果要遠(yuǎn)比一個(gè)人學(xué)習(xí)問(wèn)題效果要好得多。
下面整理了EMC工程師常見(jiàn)的兼容性問(wèn)題、具體解決方法,以供大家做學(xué)習(xí)筆記。
問(wèn) 為什么數(shù)字電路的地線和電源線上經(jīng)常會(huì)有很大的噪聲電壓?怎樣減小這些噪聲電壓?
答 數(shù)字電路工作時(shí)會(huì)瞬間吸取很大的電流,這些瞬變電流流過(guò)電源線和地線時(shí),由于電源線和地線電感的存在,會(huì)產(chǎn)生較大的反沖電壓,找元器件現(xiàn)貨上唯樣商城這就是觀察到的噪聲電壓。
減小這些噪聲電壓的方法一是減小電源線和地線的電感,如使用網(wǎng)格地、地線面、電源線面等,另一個(gè)方法是在電源線上使用適當(dāng)?shù)慕怦铍娙?儲(chǔ)能電容)。
問(wèn) 在實(shí)踐中,常見(jiàn)到將多股導(dǎo)線絞起來(lái)作為高頻導(dǎo)體,據(jù)說(shuō)這樣可以減小導(dǎo)線的射頻阻抗,這是為什么?
答 這樣增加了導(dǎo)線的表面積,從而減小了高頻電阻。
問(wèn) 電路或線路板電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意關(guān)鍵信號(hào)的處理,這里的關(guān)鍵信號(hào)指那些信號(hào)?
答 從電磁發(fā)射的角度考慮,關(guān)鍵信號(hào)線指周期性信號(hào),如本振信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、地址低位信號(hào)等;從敏感度的角度考慮,關(guān)鍵信號(hào)指對(duì)外界電磁干擾很敏感的信號(hào),如低電平模擬信號(hào)。
問(wèn) 怎樣防止搭接點(diǎn)出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象?
選擇電化學(xué)電位接近的金屬,或?qū)佑|的局部進(jìn)行環(huán)境密封,隔絕電解液。
問(wèn) 什么是搭接,舉出幾種搭接的方法?
答 金屬構(gòu)件之間的低阻抗(射頻)連接稱(chēng)為搭接,搭接的方式有焊接、鉚接、螺釘連接、電磁密封襯墊連接等。
問(wèn) 請(qǐng)盡可能多的列出降低地線射頻阻抗的方法?
答 盡量使用表面積大的導(dǎo)體,以減小高頻電流的電阻;盡量使導(dǎo)體短些,以減小電阻和電感;在導(dǎo)體表面鍍銀,減小表面電阻;多根導(dǎo)體并聯(lián),減小電感。
問(wèn) 為什么在有些進(jìn)口樣機(jī)中看到有些地線通過(guò)電容或電感接地?
答 為了使地線系統(tǒng)對(duì)于不同頻率的信號(hào)呈現(xiàn)不同的地線結(jié)構(gòu)。
問(wèn) 導(dǎo)致地線干擾問(wèn)題的根本原因是什么?
答 地線的阻抗是導(dǎo)致地線問(wèn)題的根本原因,由于地線阻抗的存在,當(dāng)?shù)鼐€上流過(guò)電流時(shí),就會(huì)產(chǎn)生電壓,形成電位差。
而我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí),是假設(shè)地線上各點(diǎn)電位是相同的,地線電位是整個(gè)系統(tǒng)工作的參考電位,實(shí)際地線電位與假設(shè)條件的不同導(dǎo)致了各種各樣的地線問(wèn)題。
問(wèn) 在進(jìn)行電磁干擾問(wèn)題分析時(shí),往往用什么定義來(lái)描述地線?
答 將地線定義為信號(hào)的回流線。
問(wèn) 當(dāng)穿過(guò)面板的導(dǎo)線很多時(shí),往往使用濾波連接器或?yàn)V波陣列板,在安裝濾波連接器或?yàn)V波陣列板時(shí)要注意什么問(wèn)題?
答 要在濾波連接器或?yàn)V波陣列板與機(jī)箱面板之間安裝電磁密封襯墊或用導(dǎo)電膠帶將縫隙粘起來(lái),防止縫隙處的電磁泄漏。