用現(xiàn)場電磁兼容性理論剖析單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)解析方案

可見，它們的幅頻特性相似，諧振頻率不同。從濾波效果來看，兩者對(duì)于降低來自交流電的差模干擾效果差不多，但是后者對(duì)于降低共模干擾效果更好。不過同，對(duì)于采用浮地方式的裝置，由于電容不可能直正接到大地，所以只能用者。

設(shè)計(jì)濾波器時(shí)必須注意讓諧振頻率遠(yuǎn)小于干擾頻率，處理不好不僅不能衰減干擾，反而放大干擾。以圖 1(a)的雙II型濾波器為例，如果取L=1mh，R= 1Ω，C=0.47μF(這是許多資料推薦的參數(shù))，可計(jì)算出f0=5.2kHz。而EMC測試中的快速脈沖群頻率是5.0kHz(2kV)或 2.5kHz(4kV);5.0kHz剛好諧振，2.5kHz也不會(huì)被衰減，如圖2虛線的示?？梢?，不是所有的電源濾波器都能提高EMC性能。工程中，許多裝置盡管采用了成本不菲的濾波器，但EMC測試仍難過程，原因大多在此。

實(shí)際上，如果取L=30mh，R=5Ω，C=0.47μF，可計(jì)算出f0=0.95kHz，5.0kHz脈沖群幅值減為3.73%，2.5kHz脈沖群幅值衰減為16.78%。這時(shí)，電源濾波器確實(shí)提高了系統(tǒng)的EMC性能。圖2實(shí)線是相慶的幅頻特性。

3 誤區(qū)之三：光偶器件隔離干擾很徹底

光偶器件是最常用的隔離干擾器件。例如現(xiàn)場的開關(guān)量引到測控裝置后都要加光隔，以切斷來自現(xiàn)場的傳導(dǎo)干擾;RS485通訊口經(jīng)光隔再與外部通訊線連接，防止來自外部通訊線的傳導(dǎo)干擾。

有不少人認(rèn)為：光偶器件隔離干擾很徹底，用了光偶隔離干擾就過不去了。其實(shí)，光電隔離并非萬全之策。

首先，光偶器件本身只能隔離傳導(dǎo)干擾，它隔離不斷幅射、感應(yīng)干擾。幅射來自空間，感應(yīng)來自相鄰的導(dǎo)體。最常見的敗筆是：設(shè)計(jì)PCB時(shí)將光偶器件的輸入和輸出電路布在了一起，這時(shí)干擾從光偶器件是過不去了，但卻很容易輸入電路感應(yīng)到輸出電路。

其次，光偶器件隔離傳導(dǎo)干擾的能力也只有1kV左右，1kV以上的干擾或浪涌一般是力所不的及的。比如EMC的快速脈沖群測試，施加的干擾信號(hào)幅值是2kV、4kV、8kV，光偶器件是無法隔離的。

4 誤區(qū)之四：PCB布線要橫平豎直

提起PCB布線，許多工程技術(shù)人員都知道一個(gè)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)：正面橫向走線、反面縱向走線，橫平豎直，既美觀又短捷;還有個(gè)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)是：只要空間允許，走線越粗越好。可以明確地說，這些經(jīng)驗(yàn)在注重EMC的今天已經(jīng)過時(shí)。

要使單片機(jī)系統(tǒng)有良好的EMC性能，PCB設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。一個(gè)具有良好的EMC性能的PCB，必須按高頻電路來設(shè)計(jì)——這是反傳統(tǒng)的。單片機(jī)系統(tǒng)按高頻電路來設(shè)計(jì)PCB的理由在于：盡管單片機(jī)系統(tǒng)大部分電路的工作頻率并不高，但是EMI的頻率是高的，EMC測試的模擬干擾頻率也是高的[5]。要有效抑制 EMI，順利通過EMC測試，PCB的設(shè)計(jì)必須考慮高頻電路的特點(diǎn)。PCB按高頻電路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是：

(1)要有良好的地線層。良好的地線層處處等電位，不會(huì)產(chǎn)生共模電阻偶合，也不會(huì)經(jīng)地線形成環(huán)流產(chǎn)生天線效應(yīng);良好的地線層能使EMI以最短的路徑進(jìn)入地線而消失。建立良好的地線層最好的方法是采用多層板，一層專門用作線地層;如果只能用雙面板，應(yīng)當(dāng)盡量從正面走線，反面用作地線層，不得已才從反面過線。

(2)保持足夠的距離。對(duì)于可能出現(xiàn)有害耦合或幅射的兩根線或兩組或要保持足夠的距離，如濾波器的輸入與輸出、光偶的輸入與輸出、交流電源線與弱信號(hào)線等。

(3)長線加低通濾波器。走線盡量短捷，不得已走的長線應(yīng)當(dāng)在合理的位置插入C、RC或LC低通濾波器。

(4)除了地線，能用細(xì)線的不要用粗線。因?yàn)镻CB上的每一根走線既是有用信號(hào)的載體，又是接收幅射干擾的干線，走線越長、越粗，天線效應(yīng)越強(qiáng)。