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器件、軟件與EMC
作者:  日期:2016-12-26  瀏覽次數:2052次  來源:
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       眾所周知,電路由器件構成,但是器件的EMC性能往往被忽略掉。所以在設計產品電路時,考慮器件的EMC性能還是比較重要的。例如一個抗干擾能力較強的CPU芯片,由于本身就能抵抗一些來自于外界的干抗,當該器件應用在電路中時,電路就可以省去一些外圍額外的保護和濾波器件。同樣一個EMI水平較低的集成電路,當該器件應用到電路中時,也可以省去一些外圍額外的抑制和濾波器件,同時也可以省去不少設計PCB板的精力。
       電路設計工程師在選擇數字器件時,通常只關注器件的功能和工作速率,以及基于廠家提供的器件內部的門延時等數據,而不太關注輸入/輸出信號真正的邊沿速率。工作速率與EMI  存在反比關系。隨著器件工作速率的加快,EMI問題也越來越突出,也就是說,低速器件的EMI情況會好于高速器件。在PCB上,電路設計工程師總是關注注入元件布局、走線、總線結構及去耦電容等重點內容,而某一數字器件采用什么封裝缺往往被設計者忽視或不予考慮;設計者經常只出于功能和價格來考慮器件,而不去控制封裝參數的要求。那為什么要關心器件的封裝呢?雖然速度在高速設計中被認為是唯一重要的參數,但實際上,器件封裝在增加或減小RF電流時起主要作用,器件封裝內獨立引線會引發一些EMC問題,最大的一點是引線的電感,它會允許一些異常操作狀態存在,包括地彈及信號噪聲驅動下的IC的引腳都可能成為一個大的輻射問題。
       從EMI考慮,選擇器件時考慮以下建議將有助于減小由使用邏輯器件(尤其是數字邏輯器件)產生的RF能量。
       1、選擇器件時,應選擇哪些邏輯狀態轉換時所需輸入電流更小的。這里的電流指的是在容性負載最大的情況下,器件所有引腳同時切換時的最大涌入電流,而非平均值或靜態值。
       2、在滿足功能時,應盡可能選擇較慢的邏輯器件。盡管低速器件現在變得越來越難以找到,但對于一些普通邏輯功能的要求來說,不要選用NS級的器件。
       3、選擇那些電源引腳和地引腳位于封裝中心且相鄰的器件
       4、使用帶金屬屏蔽殼的器件,使用盡可能多的低阻抗過孔連接將金屬殼接地
       5、對那些陶瓷封裝且頂部帶金屬嵌片的器件,應提供一接地散熱架。概念上,好像這應合并在一件產品中,但實現起來可能會很困難。若沒有其他可能的方法,就只能這樣做。
       從MES(電磁抗擾度)(靜電放電模擬器測試MES性能)考慮,選擇器件時考慮以下建議將有助于提高產品的抗擾度水平:
       1、優先選擇抗ESD能力較高的器件
       2、選擇那些電源引腳和地引腳位于封裝中心且相鄰的器件
       3、對于數/模混合器件,優先選擇數字部分和模擬部分隔離較好的器件。
       軟件本身不屬于EMC范疇,但它可以作為一種容錯技術在EMC中應用。它的作用主要集中體現在產品的抗擾度技術中,如通過軟件陷阱抵御因干擾造成的CPU程序“跑飛”;通過數字濾波消除信號中的噪聲以提高系統精度;通過合理的軟件時序機制,避開干擾效果的呈現等
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