正確選擇EMC有源與無(wú)源器件及完善電路設(shè)計(jì)技術(shù)

1.電路設(shè)計(jì)及EMC器件選擇

在新設(shè)計(jì)及開發(fā)項(xiàng)目的開始，正確選擇有源與無(wú)源器件及完善的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，將有利于以最低的成本獲得EMC認(rèn)證，減少產(chǎn)品因屏蔽和濾波所帶來的額外的成本、體積和重量。 這些技術(shù)也可以提高數(shù)字信號(hào)的完整性及模擬信號(hào)信噪比，可以減少重復(fù)使用硬件及軟件至少一次，這也將有助于新產(chǎn)品達(dá)到其功能技術(shù)要求，盡早投入市場(chǎng)。這些EMC技術(shù)應(yīng)視為公司竟?fàn)巸?yōu)勢(shì)的一部分，有助于使企業(yè)獲得最大的商業(yè)利益。

1.1數(shù)字器件與EMC電路設(shè)計(jì)

1.1.1器件的選擇

大部分?jǐn)?shù)字IC生產(chǎn)商都至少能生產(chǎn)某一系列輻射較低的器件，同時(shí)也能生產(chǎn)幾種抗ESD的I/O芯片，有些廠商供應(yīng)EMC性能良好的VLSI(有些EMC微處理器比普通產(chǎn)品的輻射低40dB);大多數(shù)數(shù)字電路采用方波信號(hào)同步，這將產(chǎn)生高次諧波分量，如圖1示。時(shí)鐘速率越高，邊沿越陡，頻率和諧波的發(fā)射能力也越高。 因此，在滿足產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的前提下，盡量選擇低速時(shí)鐘。在HC能用時(shí)絕不要使用AC，CMOS4000能行就不要用HC。要選擇集成度高并有EMC特性的集成電路，比如：

* 電源及地的引腳較近

* 多個(gè)電源及地線引腳

* 輸出電壓波動(dòng)性小

* 可控開關(guān)速率

* 與傳輸線匹配的I/O電路

* 差動(dòng)信號(hào)傳輸

* 地線反射較低

* 對(duì)ESD及其他干擾現(xiàn)象的抗擾性

* 輸入電容小

* 輸出級(jí)驅(qū)動(dòng)能力不超過實(shí)際應(yīng)用的要求

* 電源瞬態(tài)電流低(有時(shí)也稱穿透電流)

這些參數(shù)的最大、最小值應(yīng)由其生產(chǎn)商一一指明。由不同廠家生產(chǎn)的具有相同型號(hào)及指標(biāo)的器件可能有顯著不同的EMC特性，這一點(diǎn)對(duì)于確保陸續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有穩(wěn)定的電磁兼容符合性是很重要的。

高技術(shù)集成電路的生產(chǎn)商可以提供詳盡的EMC設(shè)計(jì)說明，比如Intel的奔騰MMX芯片就是這樣。設(shè)計(jì)人員要了解這些并嚴(yán)格按要求去做。詳盡的EMC設(shè)計(jì)建議表明：生產(chǎn)商關(guān)心的是用戶的真正需求，這在選擇器件時(shí)是必須考慮的因素。在早期設(shè)計(jì)階段，如果IC的EMC特性不清楚，可以通過一簡(jiǎn)單功能電路(至少時(shí)鐘電路要工作)進(jìn)行各種EMC測(cè)試，同時(shí)要盡量在高速數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)完成操作。發(fā)射測(cè)試可方便地在一標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行，將近場(chǎng)磁場(chǎng)探頭連接到頻譜分析儀(或?qū)拵静ㄆ?上，有些器件明顯地比其他一些器件噪聲小得多，測(cè)試抗擾度時(shí)可采用同樣的探頭，并連到信號(hào)發(fā)生器的輸出端(連續(xù)射頻或瞬態(tài))。但如果探頭是儀器專配的(不只是簡(jiǎn)單的短路環(huán)或?qū)Ь€)，首先要檢查其功率承受能力是否滿足要求。測(cè)試時(shí)近場(chǎng)探頭需貼近器件或PCB板，為了定位“關(guān)鍵探測(cè)點(diǎn)”和最大化探頭方向 ， 應(yīng)首先在整個(gè)區(qū)域進(jìn)行水平及垂直掃描(使探頭在各個(gè)方向相互垂直)，然后在信號(hào)最強(qiáng)的區(qū)域集中進(jìn)行掃描。

1.1.2 不宜采用IC 座

IC座對(duì)EMC 很不利，建議直接在PCB上焊接表貼芯片，具有較短引線和體積較小的IC芯片則更好， BGA及類似芯片封裝的IC在目前是最好的選擇。安裝在座(更糟的是，插座本身有電池)上的可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)的發(fā)射及敏感特性經(jīng)常會(huì)使一個(gè)本來良好的設(shè)計(jì)變壞。因此，應(yīng)該采用直接焊接到電路板上的表貼可編程儲(chǔ)存器。

帶有ZIF座和在處理器(能方便升級(jí))上用彈簧安裝散熱片的母板，需要額外的濾波和屏蔽，即使如此，選擇內(nèi)部引線最短的表貼ZIF 座也是有好處的。1.1.3電路技術(shù)

* 對(duì)輸入和按鍵采用電平檢測(cè)(而非邊沿檢測(cè))

* 使用前沿速率盡可能慢且平滑的數(shù)字信號(hào)(不超過失真極限)

* 在PCB樣板上，允許對(duì)信號(hào)邊沿速度或帶寬進(jìn)行控制(例如，在驅(qū)動(dòng)端使用軟鐵氧體磁珠或串聯(lián)