EMC电路设计心得

#申请原创# 一  EMC根源
傅里叶变化分解

二  EMC电路设计注意事项
1.设计优先
2.电流环路规律：高频电流环路面积S越大  EMI辐射越严重
3.环路电流频率越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率的平方成正比增大。


EMC测试规范 ——ESD   EFT  EMI  RF


ESD

EFT

三  EMC问题
电磁干扰包括辐射（高频）EMI,传导型（低频）EMI,. EMC主要是空间辐射，另一种就是传导形式：
辐射：壳体、连线以电磁波形式污染周围环境。
传导：通过电源线骚扰公共电源或其他设备。

四  EMC设计（元器件，PCB设计）




元器件；
1。电容： 分立件、贴片件；有效减小回路面积


贴片和直插电容

电容特性


Q值对高频电容是比较重要的参数。
自谐振频率(Self-Resonance Frequency)


2.电感：开环、闭环  铁芯  、铁氧体

  磁芯材料不同频率特性


开关频率 <100KHz     铁芯；锰锌；镍锌
开关频率 >100kHz  ---1  MHz锰锌；镍锌
>1MHz       镍锌


3.磁珠
是能量转换器件。把交流信号转换成热能，电感是把交流电能存储起来。

阻抗

4.TVS二极管
1 需要了解电路电压最大值。
2 干扰峰值电压。





PCB设计

产生影响：
       系统复位
       时序错位
       通信错误
       通信终止
       存储器数据丢失



PCB布局
1 高频信号同输入输出信号分开
2 时钟芯片 开关mos管远离IO连接器；
3 相关功能芯片靠近连接器。
4 走线到参考层的距离要小于到其它层的距离。
5 特性阻抗


PCB布线
电流必须构成一个完整回路，回路面积足够小。



高速信号参考完整的参考面，不得有跨岛；
时钟信号不允许跨岛。
高速信号走线不得穿过高速、大功率等器件，以及不能穿过IO连接器和插槽下方；
差分对于差分对之间间距保证20mil以上；


地
数字地：不应该环状而应该网状
模拟地：
功率地:  尽量单独接地


USB接口设计

1.TVS管尽量接近连接器； 2.TVS管直接接地  3 . USBD+ D- 差分信号，满足90欧姆阻抗匹配


项目EMC测试经验：RE-L


图一为产品第一次RE-L测试，全面崩盘，经过3次整改，最后达到图2效果。由于产品较为复杂中间涵盖7块板卡，核心板等6块板卡为本人设计，电容屏及其板卡为外购件。
其中HDMI线缆，电容屏及电机部分最为让人头疼。
该产品有5个步进电机，我使用的是TMC的驱动芯片，板卡在电机接口处增加了20pF电容以及线缆增加磁环最为有效。
电容屏由于装在开模件上完全没有条件，去做屏蔽及大面积接地处理，最后在板卡端就近接地并将LVDS排线进行覆膜阻抗匹配处理。
HDMI线缆则最为头疼，无论是在HDMI芯片端增加共模电感还是接口接地，效果都不显著，无法达到标准，最后更换了一根较贵的HDMI线缆后效果显著，到底也不清楚具体线缆差异，只能猜测是线材质量及用料差异。@21小跑堂