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PCB設(shè)計(jì)的EMI和EMC標(biāo)準(zhǔn)是什么？
PCB設(shè)計(jì)的EMI和EMC標(biāo)準(zhǔn)是什么？
PCB中的EMI和EMC是什么？
EMC 或電磁兼容性是指電子系統(tǒng)在電磁環(huán)境中運(yùn)行而不會(huì)產(chǎn)生 EMI 或電磁干擾的能力。EMC 確保系統(tǒng)在規(guī)定的安全措施范圍內(nèi)按預(yù)期運(yùn)行。
EMI是指電磁干擾或干擾，當(dāng)能量從一個(gè)電子設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)電子設(shè)備時(shí)，它會(huì)破壞信號(hào)質(zhì)量并導(dǎo)致設(shè)備故障。
因此，控制 EMI 至關(guān)重要，這一任務(wù)可以在PCB設(shè)計(jì)的早期階段完成。為了使您的電路板設(shè)計(jì)符合 EMC 友好性，需要對(duì)元件選擇、電路設(shè)計(jì)以及PCB布局設(shè)計(jì)等方面給予相當(dāng)重視。只有當(dāng)您的產(chǎn)品通過(guò)必要的 EMI/EMC 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，它才能為市場(chǎng)做好準(zhǔn)備。
PCB設(shè)計(jì)的 EMC/EMI 標(biāo)準(zhǔn)
談到 EMC 標(biāo)準(zhǔn)，有兩大類標(biāo)準(zhǔn)需要滿足：
監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)因地區(qū)而異。早期的 EMC 標(biāo)準(zhǔn)是由美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)制定的。歐洲共同體后來(lái)制定了自己的 EMC 標(biāo)準(zhǔn)，即今天的 EMC 指令。
另一方面，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顧名思義是特定于行業(yè)的。通過(guò)這種方式，它們確保了一致性和互操作性。例如，美國(guó)軍方有自己的一套嚴(yán)格的 MIL-STD EMC 要求。
符合 EMC 標(biāo)準(zhǔn)的廣泛要求
設(shè)計(jì)人員為了符合EMC標(biāo)準(zhǔn)，需要看以下幾個(gè)方面：
您需要針對(duì) EMI 抗擾度進(jìn)行設(shè)計(jì)。這在很大程度上意味著要注意正確的堆疊和路由策略。
設(shè)計(jì)需要確保設(shè)備發(fā)出最小的輻射。對(duì)于他的諸如層堆棧、元件放置、接地策略等因素都起作用。
該器件還需要抑制傳導(dǎo) EMI，傳導(dǎo) EMI 可以采取多種形式，例如來(lái)自 SMPS 穩(wěn)壓器的開(kāi)關(guān)噪聲、耦合共模噪聲等。
需要注意快速瞬變或功率波動(dòng)。這些可能表現(xiàn)為電壓下降、功率尖峰或更多。這些要求特別適用于短電纜或交流輸入的設(shè)計(jì)
為了符合 EMC 標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)還需要承受浪涌和 ESD。
以下是一些有助于通過(guò) EMC 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的有效策略：
疊層、電源和接地
如果電路板采用低電感接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，則往往會(huì)將 EMI 降至最低。如果多層板在信號(hào)層下方放置一個(gè)接地層，可以最大限度地減少環(huán)路電感。
在內(nèi)部層上路由信號(hào)也是一個(gè)好主意。在兩個(gè)接地層之間放置走線，然后將電源層放置在最底部的接地層下方會(huì)有所幫助。將電源層靠近接地層放置可確保電容耦合。
在將信號(hào)從內(nèi)層路由到表面時(shí)，需要保持緊密耦合。
屏蔽
謹(jǐn)慎使用屏蔽是另一種遵循方法。最簡(jiǎn)單的方法是使用接地屏蔽，在敏感元件和走線周圍形成法拉第籠。然而，這可能并非在所有設(shè)計(jì)中都是可能的。電路板邊緣周圍的接地過(guò)孔柵欄和覆銅區(qū)域上的過(guò)孔縫合也可以提供保護(hù)。
用于抑制輻射 EMI 的一些常見(jiàn)屏蔽類型包括：
屏蔽罐
導(dǎo)電泡棉
絲網(wǎng)材料
金屬膠帶
保形涂料
鐵氧體
差分對(duì)
在可能的情況下，最好使用差分協(xié)議來(lái)路由信號(hào)。差分對(duì)會(huì)產(chǎn)生一些 EMI 并可能導(dǎo)致串?dāng)_，但只有當(dāng)它非?？拷罘謱?duì)時(shí)才會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_。與單端互連相比，差分對(duì)產(chǎn)生的EMI強(qiáng)度較低。
混合信號(hào)布局和路由
它可以很好地分離電路板的數(shù)字、低頻模擬和射頻模擬部分。這些部分實(shí)際上需要在底層有自己的專用區(qū)域。雖然您需要防止不同電路板部分之間的干擾，但您還需要確保信號(hào)沒(méi)有環(huán)路電感。
電源總線上的旁路/去耦電容器
建議在有源組件的電源引腳和接地過(guò)孔之間使用旁路/去耦電容。這確保了殘余噪聲傳遞到地面。
提供正確的工具和正確的專業(yè)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)PCB 以使其符合 EMI/EMC 標(biāo)準(zhǔn)非常重要。合適的PCB組裝合作伙伴可以創(chuàng)建符合要求的布局，也可以進(jìn)行任何返工。