PCBEMC的设计规范V1.0.doc

研发部
PCB
的
EMC
设
计
求
规
范
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目的:
本规范规定公司PCB板设计时EMC设计要求与注意事项,保证公司所有PCB板的EMC符合国家标准,确保产品的质量与应用,统一公司产品PCB板的EMC设计要求,便于公司对产品PCB质量的评审与监控,同时提高产品的可靠性,减少不良率。。
范围:
本规范适用于公司所有产品PCB板的EMC设计要求规范。
EMC电磁兼容原理:
EMC的定义:
电磁兼容(patibility,简称EMC),是研究在有限的空间、时间和频谱资源的功能条件下,各种电气设备共同工作,并不发生降级。各种电气设备电气装置或系统在共同的电磁环境条件小,既不受电磁环境的影响,也不会给环境以这种影响。各种电气设备会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失和损坏,也不会在周边环境中产生过量的电磁能量,以致影响周边设备的正常工作。
EMC电磁兼容有关的常见术语:
      EMC:(patibility)电磁兼容性
      EMI:(ic interference)电磁干扰
      EMS:(ic susceptibility)电磁敏感度
      RE:(Radiated emission)辐射骚扰
      CE:(Conducted emission)传导骚扰
      CS:(Conducted susceptibility)传导骚扰抗扰度
      RS:(Radiated susceptibility)射频电磁场辐射抗扰度
      ESD:(Electrostatic discharge)静电放电
      EFT/B:(Electrical fast transient burst)电快速瞬变脉冲群
      Surge:浪涌
EMC电磁兼容研究的目的和意义:
1) 确保系统内部的电路正常工作,互不干扰,以达到预期的功能;
2) 降低电子系统对外的电磁能量辐射,使系统产生的电磁干扰强度低于特定的限定值; 3) 减少外界电磁能量对电子系统的影响。提高系统自身的抗扰能力;
EMC的主要内容:
EMC是研究在给定的时间、空间、频谱资源的条件下:
1) 同一设备内部各电路模块的相容性,互不干扰、能正常工作;
2) 不同设备之间的兼容性,EMC分为 EMI 、EMS 两部分:
   EMI:电磁干扰,即处在一定环境中设备或系统,在正常运行时,不应产生超过相
应标准所要求的电磁能量;
   EMS:电磁敏感度,即处在一定环境中设备或系统,在正常运行时,设备或系统能
承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,或者说设备或系统对于一定范围
内的电磁能量不敏感,能按照设计的性能保持正常的运行、工作(防静电要
求为此类);
EMC三要素:
1) 干扰源:
时钟电路(包括晶振、时钟驱动电路);
开关电源;
高速总线(通常为低位地址总线如:A0、A1、A2);
高电平信号、大电流信号、dv/dt、di/dt高信号;
继电器;
部分塑封器件;
内部互连电缆;
           
2)耦合途径:
传播RF能量的各种媒质,例如自由空间、互连电缆(共模耦合);
按传播的方式,电磁干扰分成两种类型:传导型干扰与辐射型干扰。
传导型干扰:传导型干扰是系统产生并返回到支流输入线或信号线的噪声,这个噪声的频率范围为10KHZ-30MHZ,它既有共模方式,又有差模方式。LC网络常常是抑制传导干扰的主要方式。
辐射型干扰:辐射型干扰以电磁波的方式直接发射,线路中一个普通的例子是电源线扮演发射天线的作用,频率覆盖范围30MHZ-1GHZ,这个范围的EMI可通过金属屏蔽的方式抑制。
敏感装置:。
3)耦合装置:
PCB上的各种敏感器件,它们易于接收来自I/O线缆的辐射干扰并把这些有害能量传输到其他敏感电路或器件上,敏感器件或信号主要有:
锁项环;
收发模块;
模拟信号;
复位信号;
小弱信号。
注:三者为顺序关系,对于EMC来讲,这三个要素缺一不可。如果任一要素不存在,
EMI也就不存在。
EMC设计对策:
降低干扰源:
合理的PCB设计,消除RF干扰;
多为增加磁珠和电感,尤其是钽电容;
将有源器件是所有辐射通过PCB设计将电磁能量限制在最小;
利用时钟扩频率技术或适当的减缓信号的上升沿来降低时钟信号的干扰强度;
在器件选型方面以及天线效应方面(如严格控制线头长度、控制信号回路面积)来控制EMI的强度;
切断或