041 电磁兼容技术综述 - 图文(3)

b)信号线拐900直角会产生特性阻抗变化，所以拐角处应设计成弧形或轨线的外侧用两个450角连接。

c)信号线不要离印制板边缘太近，留有的宽度应至少大于轨线层和地线层的距离20倍，即20H原则（约为20X0.15=3mm）否则会引起特性阻抗变化，而且容易产生边缘场，增加向外的辐射。

d)时钟发生器如有多个负载，则扇出不能用树型结构走线，而应用蜘蛛网型结构走线，即所有的时钟负载直接与时钟功率驱动器相互连接。

4）在印制板上不允许有任何电气上没有连接并悬空的金属存在。例如集成片上空闲的引脚、散热片、金属屏蔽罩、支架和板上没有利用的金属面等都应该就近接地线层。

综上所述，印制电路板设计应遵循三个主要原则。1、无论是信号环路或供电环路，电流的环路面积越小越好，尤其不能出现环套环的重叠现象。2、不相容的元器件和信号线（数字与模拟、高速与低速、大电流与小电流、高电压与低电压等）应相互远离，不要平行走线。分布在不同层上的信号线走向应相互垂直。这样可以减少相互之间的电场和磁场耦合干扰。3、高速信号线应考虑阻抗匹配问题，即信号线的负载应与信号线的特性阻抗相等。阻抗不匹配将引起传输信号的反射，使数字波形产生振荡，造成逻辑混乱。通常信号线的负载是芯片，基本稳定。造成不匹配的原因主要是信号线走线过程中本身的特性阻抗的变化，例如走线的宽窄不一，走线拐弯，经过过孔等。所以布线时应采取措施，使得信号线全程走线的特性阻抗保持不变。

干扰抑制要采取综合整治的方法，任何一种单独的抑制措施都不会达到理想效果。电磁兼容的一个基本观点就是既要对噪声源进行抑制，又要提高敏感设备的抗干扰能力，不能单纯的强调一个侧面。如果无限制的对某个侧面提出过高要求，则可能导致人力、物力和时间上的浪费，有时甚至是难以实现的，因而应该站在整个系统的立场上在系统的组织设计初期就考虑电磁兼容问题，并在设备制造、现场施工及使用维护中加以实施，这样才能确保整个系统的正常运转。

六．电磁兼容测试

电磁兼容测试贯穿在产品的设计、开发 生产、使用和维护的整个周期，对设备达到电磁兼容起到至关重要的作用。电磁兼容测试按其目的可分为诊断测试和达标测试。诊断测试的目的是调查产生电磁兼容问题的原因，确定产生噪声和被干扰的具体部位，从而为采取抑制措施做准备。达标测试是根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备进行测试，评估其是否达到标准提出的要求。产品在定型和进人市场之前必须进行达标测试。

1、电磁骚扰发射 （EMI）包括辐射发射（RE）和传导发射（CE），所以测试也应分两部分进行。

1）骚扰的辐射发射测试

辐射发射测试是测量受试设备（EUT）通过空间传播的骚扰辐射场强，为了对辐射骚扰有一个统一的度量，标准不但对测量布置、测量方法作了规定，而且对骚扰测量仪、天线和测量场地都作了严格的规定，测试布置如下图所示。

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测试天线和被测设备（EUT）之间的距离标准规定为3、10m或30m。测试天线接收到噪声后由同轴电缆送至骚扰测量仪进行测量，测量频率一般为30～1000MHz。随着设备内时钟频率的加快，测量频率现在有上升的趋势，有些标准要求测到18GHz，甚至扩展到40GHz。由于达标测试是测量EUT可能辐射的最大值，所以EUT应放在转台上（可360°旋转）以便寻找EUT的最大噪声辐射方向，EUT离地面高度通常为0.8m。接收天线的高度应该在1～4m（如测试距离为3m或10m）或2～6m（如测试距离为30m）内扫描。记录最大辐射场强。

2）骚扰的传导发射测试

传导发射测试是测量受试设备（EUT）通过电源线或信号线向外发射的骚扰。根据骚扰的性质，传导骚扰测试可分为连续骚扰电压测量、骚扰功率测量、断续骚扰喀呖声测量、谐波电流测量、电压波动和闪烁测量。

a. 连续骚扰电压测试

连续骚扰电压测量主要利量EUT沿着电源线向电网发射的骚扰电压，测量频率为0.15～30MHz。测量一般在屏蔽室内进行。测量时需要在电网和EUT之间插入一个人工电源网络（AMN），其原理如图9所示。

AMN的作用是隔离电网和EUT，使测到的骚扰电压仅是EUT发射的，不会有电网的骚扰混入。另一作用是为测量提供一个稳定的阻抗，因为电网的阻抗是不确定的，阻抗不一样EUT的骚扰电压值也不相同，所以要规定一个统一的阻抗，通常为50Ω。AMN实际上是个双向低通滤波器，电网中的骚扰由50μH和 1.0μF的滤波器滤掉，不能进人骚扰测量仪，而EUT发射的骚扰由于50μH滤波器的阻挡不能进人电网，只能通过0.1μF电容进入骚扰测量仪。测量仪的输入阻抗是50Ω。所以EUT骚扰的负载阻抗约等于50Ω。对于50Hz的工频电源，仍然可以通过AMN向EUT供电。图9中的AMN仅是一种基本结构，由基本结构可以组成V型AMN，用于测量电源中相线——地线和零线——地线的不对称骚扰电压，也可组成Δ型AMN，除了测量线－－地间的不对称骚扰电压外还可以测量相线——零线间的对称骚扰电压。测量时EUT和AMN的布置、连接线的长度和走向等都应按标准规

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定的要求进行。AMN外壳要良好接地，否则将影响电网和EUT之间的隔离。

b. 谐波测试

主要测量EUT工作时注入到电网中的谐波，测量电路如右图所示。

EUT的供电电源S要求为纯净电源，频率稳定、幅度稳定，不会产生额外的谐波。EUT产生扩谐波电流由分流器Zm取样，送入谐波分析仪M进行测量。

3)连续骚扰的功率测试

当测量频率升高到30MHz以上时，人工电源网络AMN内的电感、电容器分布参数影响加大，使其不能起到良好的隔离和滤波作用；再则，这时高频骚扰实际上是沿着电源线向外“辐射”，所以应采用功率吸收钳进行测量。测量虽然在电源线上进行，但实际上是辐射测量。功率吸钳的结构如图10（a）所示，其中C是电流探头，包括铁氧体环和探测线圈，

D是铁氧体环组用于隔离EUT和电网，E也是铁氧体环组，用于抑制电源线和测量线之间的耦合，测量布置如图10（b）所示，测试应在屏蔽室内进行，电源线长度应大于6m，即大于30MHz的半波长。吸收钳应沿着电源线移动，找出最大辐射点，因为电磁波在导线上是以驻波形式出现的。为了进一步阻止电网骚扰的侵入，以免影响测量结果，应在电网端再加一个辅助吸收钳F，它也是由铁氧体环组成。由吸收钳的工作原理可知EUT的骚扰动率一部分被铁氧体环吸收，这部分称吸收钳的插入损耗L，由厂家给出，所以EUT的实际骚扰功率P，应为骚扰测量仪测得的功率Pr和插入损耗L之和，即

P（dB）=Pr（dB）+L（dB）

（2）设备的抗扰度测试又称为设备的敏感度测度（EMS），目的是测试设备承受各种电磁骚扰的能力。当设备由于受到骚扰影响而性能下降时其性能判据可分为四级：

A：EUT工作完全正常；

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B：EUT工作指标或功能出现非期望偏离，但当骚扰去除后可自行恢复；

C：EUT工作指标或功能出现非期望偏离，骚扰源去除后不能自行恢复，必须依靠操作人员的介入，例如“复位”（不包括技术人员进行的硬件维修和软件得装）方可恢复；

D：EUT的元器件损坏，数据丢失、软件故障等。

针对骚扰的不同性质、不同传播途径和方式，有各种不同的测试方法。常做的几种试验有辐射电磁场抗扰度试验、射频场感应的传导骚扰抗扰度试验、静电放电抗扰度试验、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、浪涌（冲击 …… 此处隐藏：1703字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……