隨著高速DSP(數(shù)字信號處理器)和外設(shè)的出現(xiàn)，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員面臨著電磁干擾(EMI)日益嚴(yán)重的威脅。
早期，把發(fā)射和干擾問題稱之為EMI或RFI(射頻干擾)。現(xiàn)在用更確定的詞“干擾兼容性”替代。電磁兼容性(EMC)包含系統(tǒng)的發(fā)射和敏感度兩方面的問題。
假若干擾不能完全消除，但也要使干擾減少到最小達(dá)到噪聲治理的目的。如果一個(gè)DSP系統(tǒng)符合下面三個(gè)條件，則該系統(tǒng)是電磁兼容的。
對其它系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾。
對其它系統(tǒng)的發(fā)射不敏感。
對系統(tǒng)本身不產(chǎn)生干擾。
當(dāng)干擾的能量使接收器處在不希望的狀態(tài)時(shí)引起干擾。干擾的產(chǎn)生不是直接的(通過導(dǎo)體、公共阻抗耦合等)就是間接的(通過串?dāng)_或輻射耦合)。
電磁干擾的產(chǎn)生是通過導(dǎo)體和通過輻射。很多電磁發(fā)射源，如光照、繼電器、DC電機(jī)和日光燈都可引起干擾。AC電源線、互連電纜、金屬電纜和子系統(tǒng)的內(nèi)部電路也都可能產(chǎn)生輻射或接收到不希望的信號。
北京噪聲治理專家解釋在高速數(shù)字電路中，時(shí)鐘電路通常是寬帶噪聲的******產(chǎn)生源。在快速DSP中，這些電路可產(chǎn)生高達(dá)300MHz的諧波失真，在系統(tǒng)中應(yīng)該把它們?nèi)サ簟Ｔ跀?shù)字電路中，最容易受影響的是復(fù)位線、中斷線和控制線。
一種最明顯而往往被忽略的能引起電路中噪聲的路徑是經(jīng)過導(dǎo)體。一條穿過噪聲環(huán)境的導(dǎo)線可檢拾噪聲并把噪聲送到另外電路引起干擾。設(shè)計(jì)人員必須避免導(dǎo)線撿拾噪聲和在噪聲產(chǎn)生引起干擾前，用去耦辦法除去噪聲。最普通的例子是噪聲通過電源線進(jìn)入電路。若電源本身或連接到電源的其它電路是干擾源，則在電源線進(jìn)入電路之前必須對其去耦。
1 共阻抗耦合
當(dāng)來自兩個(gè)不同電路的電流流經(jīng)一個(gè)公共阻抗時(shí)就會產(chǎn)生共阻抗耦合。阻抗上的壓降由兩個(gè)電路決定。來自兩個(gè)電路的地電流流經(jīng)共地阻抗。電路1的地電位被地電流2調(diào)制。噪聲信號或DC補(bǔ)償經(jīng)共地阻抗從電路2耦合到電路1。
輻射耦合
經(jīng)輻射的耦合通稱串?dāng)_，串?dāng)_發(fā)生在電流流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電磁場，而電磁場在鄰近的導(dǎo)體中感應(yīng)瞬態(tài)電流。
輻射發(fā)射
輻射發(fā)射有兩種基本類型：差分模式(DM)和共模(CM)。共模輻射或單極天線輻射是由無意的壓降引起的，它使電路中所有地連接抬高到系統(tǒng)地電位之上。就電場大小而言，CM輻射是比DM輻射更為嚴(yán)重的問題。為使CM輻射最小，必須用切合實(shí)際的設(shè)計(jì)使共模電流降到零。
影響EMC的因數(shù)
電壓——電源電壓越高，意味著電壓振幅越大而發(fā)射就更多，而低電源電壓影響敏感度。
頻率——高頻產(chǎn)生更多的發(fā)射，周期性信號產(chǎn)生更多的發(fā)射。在高頻數(shù)字系統(tǒng)中，當(dāng)器件開關(guān)時(shí)產(chǎn)生電流尖峰信號;在模擬系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)產(chǎn)生電流尖峰信號p。
接地——對于電路設(shè)計(jì)沒有比可靠和完美的電源系統(tǒng)更重要的事情。在所有EMC問題中，主要問題是不適當(dāng)?shù)慕拥匾鸬摹Ｓ腥N信號接地方法：單點(diǎn)、多點(diǎn)和混合。在頻率低于1MHz時(shí)可采用單點(diǎn)接地方法，但不適于高頻。在高頻應(yīng)用中，最好采用多點(diǎn)接地。混合接地是低頻用單點(diǎn)接地而高頻用多點(diǎn)接地的方法。地線布局是關(guān)鍵的，高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的地回路絕對不能混合。
PCB設(shè)計(jì)——適當(dāng)?shù)挠∷㈦娐钒?PCB)布線對防止EMI是至關(guān)重要的。
電源去耦——當(dāng)器件開關(guān)時(shí)，在電源線上會產(chǎn)生瞬態(tài)電流，必須衰減和濾掉這些瞬態(tài)電流來自高di/dt源的瞬態(tài)電流導(dǎo)致地和線跡“發(fā)射”電壓。高di/dt產(chǎn)生大范圍高頻電流，激勵部件和纜線輻射。流經(jīng)導(dǎo)線的電流變化和電感會導(dǎo)致壓降，減小電感或電流隨時(shí)間的變化可使該壓降最小。
|
