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产品中电缆、连接器、接口电路与EMC

时间:2021-02-15
本文摘要:首先,电缆是系统中最薄弱的部分,EMC 90%的问题是电缆引起的。因为电缆是高效的电磁波接管天线和电磁辐射天线,也是妨碍传导的更好的地下通道。电缆产生的电磁辐射特别严重。 电缆不电磁辐射电磁波的原因是电缆端口没有共同模式电压。电缆由该公共模式电压驱动,如图1右侧所示。 图1电缆共同模式电磁辐射模型产生电场电磁辐射。其中I是电缆的共模电压引起的共模电流强度。 l是电缆的长度。F是共同模式信号的频率。r是观测点到辐射源的距离。

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首先,电缆是系统中最薄弱的部分,EMC 90%的问题是电缆引起的。因为电缆是高效的电磁波接管天线和电磁辐射天线,也是妨碍传导的更好的地下通道。电缆产生的电磁辐射特别严重。

电缆不电磁辐射电磁波的原因是电缆端口没有共同模式电压。电缆由该公共模式电压驱动,如图1右侧所示。

图1电缆共同模式电磁辐射模型产生电场电磁辐射。其中I是电缆的共模电压引起的共模电流强度。

l是电缆的长度。F是共同模式信号的频率。r是观测点到辐射源的距离。

为了增加电缆的电磁辐射,可以提高高频共同模式电流强度,延长电缆长度。电缆的长度不能随时增加,控制电缆共同模式电磁辐射的最坏方法是增加高频共同模式电流的振幅。高频共模电流的辐射效率高,是电缆微克电磁辐射的主要因素。

电缆屏蔽可能需要解决问题电缆电磁辐射问题,但电缆屏蔽的情况下,屏蔽层合理短路是解决问题电缆EMC问题的关键。“Pigtail”、不正确的接见场所自由选择等问题会导致屏蔽线经常出现EMC问题。此外,电缆布置对产品EMC具有根本影响,电缆之间的耦合、电缆布线组成的环路是电缆EMC设计中最重要的部分。其次,模块电路是解决问题电缆电磁辐射问题的最重要手段,增加电缆共模高频电流的有效方法是合理设计电缆端口的模块电路,或在电缆端口上用于低通滤波器或感应电路。

噪音电缆的高频共同模式电流(图2右侧)。图2电路板的共同模式低通滤波模块电路需要从电路连接电缆,模块电路不展开有效的EMC设计,与整个机械系统能否通过EMC测试有关。

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模块电路的EMC设计还包括模块电路的滤波电路设计和模块电路的维护设计。模块电路滤波器设计的目的是通过模块和电缆增加外部产生的电磁辐射,引导外部电磁辐射和传导噪音对整个设备系统的障碍。模块维护电路设计的目的是使电路能够承受一定的过电压、过流冲击。

模块过滤电路和防水电路设计不应该遵循以下基本设计原则:(1)滤波器和防水电路对接口信号质量的影响符合要求。(2)过滤器和防水电路不能根据实际需要设计,不能非常简单地复制。

(3)需要同时扩展过滤电路和防水电路时,不能保证防水后的过滤原则。(4)还包括模块芯片、适当的过滤器、防水、隔离开关等,尽可能不要沿着信号流方向直线放置在模块连接器上。(5)在模块信号的滤波、防水、隔离开关等尽可能近的模块连接器上,适当的信号连接线应尽可能短(拒绝工艺条件下最短的距离)。

(6)模块变压器应准备好放置在连接器附近,通常在该模块连接器3厘米以内。(7)模拟信号模块和数字信号模块、短距离逻辑信号模块、高速逻辑信号模块等(根据脆弱性和干扰发射程度而定)必须以一定的间隔放置。连接器之间没有相互干扰的可能性时,应采取隔离、屏蔽等措施。

(8)同一个模块连接器没有不同类型的信号时,尤其是对更脆弱的信号,要用针屏蔽。(9)模块信号线布线的线宽不能一直相同。

对于高速信号线,如果线路有需要倾斜的地方,请不要用圆弧平滑倾斜。(10)禁止在差异线和信号环路之间反转其他信号线,差异对的相应部分不能平行,必须准备好,可以同层布线,电缆长度必须尽可能准确地匹配。(11)如果模块信号线很长(从驱动、接收器到模块连接器最多2.5厘米),则不应使用传输电缆布线方法,使布线符合规定的特性阻抗。


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