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器件、软件与EMC
作者:  日期:2016-12-26  浏览次数:1484次  来源:
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       众所周知,电路由器件构成,但是器件的EMC性能往往被忽略掉。所以在设计产品电路时,考虑器件的EMC性能还是比较重要的。例如一个抗干扰能力较强的CPU芯片,由于本身就能抵抗一些来自于外界的干抗,当该器件应用在电路中时,电路就可以省去一些外围额外的保护和滤波器件。同样一个EMI水平较低的集成电路,当该器件应用到电路中时,也可以省去一些外围额外的抑制和滤波器件,同时也可以省去不少设计PCB板的精力。
       电路设计工程师在选择数字器件时,通常只关注器件的功能和工作速率,以及基于厂家提供的器件内部的门延时等数据,而不太关注输入/输出信号真正的边沿速率。工作速率与EMI  存在反比关系。随着器件工作速率的加快,EMI问题也越来越突出,也就是说,低速器件的EMI情况会好于高速器件。在PCB上,电路设计工程师总是关注注入元件布局、走线、总线结构及去耦电容等重点内容,而某一数字器件采用什么封装缺往往被设计者忽视或不予考虑;设计者经常只出于功能和价格来考虑器件,而不去控制封装参数的要求。那为什么要关心器件的封装呢?虽然速度在高速设计中被认为是唯一重要的参数,但实际上,器件封装在增加或减小RF电流时起主要作用,器件封装内独立引线会引发一些EMC问题,最大的一点是引线的电感,它会允许一些异常操作状态存在,包括地弹及信号噪声驱动下的IC的引脚都可能成为一个大的辐射问题。
       从EMI考虑,选择器件时考虑以下建议将有助于减小由使用逻辑器件(尤其是数字逻辑器件)产生的RF能量。
       1、选择器件时,应选择哪些逻辑状态转换时所需输入电流更小的。这里的电流指的是在容性负载最大的情况下,器件所有引脚同时切换时的最大涌入电流,而非平均值或静态值。
       2、在满足功能时,应尽可能选择较慢的逻辑器件。尽管低速器件现在变得越来越难以找到,但对于一些普通逻辑功能的要求来说,不要选用NS级的器件。
       3、选择那些电源引脚和地引脚位于封装中心且相邻的器件
       4、使用带金属屏蔽壳的器件,使用尽可能多的低阻抗过孔连接将金属壳接地
       5、对那些陶瓷封装且顶部带金属嵌片的器件,应提供一接地散热架。概念上,好像这应合并在一件产品中,但实现起来可能会很困难。若没有其他可能的方法,就只能这样做。
       从MES(电磁抗扰度)(静电放电模拟器测试MES性能)考虑,选择器件时考虑以下建议将有助于提高产品的抗扰度水平:
       1、优先选择抗ESD能力较高的器件
       2、选择那些电源引脚和地引脚位于封装中心且相邻的器件
       3、对于数/模混合器件,优先选择数字部分和模拟部分隔离较好的器件。
       软件本身不属于EMC范畴,但它可以作为一种容错技术在EMC中应用。它的作用主要集中体现在产品的抗扰度技术中,如通过软件陷阱抵御因干扰造成的CPU程序“跑飞”;通过数字滤波消除信号中的噪声以提高系统精度;通过合理的软件时序机制,避开干扰效果的呈现等
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