datasheet

murata村田

文章数:488 被阅读:97864

账号入驻

EMC设计的高频思维

2017-08-02
    阅读数:

许多资深工程师,常常走着基础而又错误的设计之路。这就是EMC(电磁兼容性)设计的高频思维。


EMC(电磁兼容性)的问题常发生于高频状态下,个别问题(电压跌落与瞬时中断等)除外。高频思维,就是器件的特性、电路的特性,在高频情况下和常规中低频状态下是不一样的,如果仍然按照普通的控制思维来判断分析,则会走入设计的误区。比如:电容,在中低频或直流情况下,就是一个储能组件,只表现为一个电容的特性;在高频情况下,它就不仅仅是个电容了,它有一个理想电容的特性,有漏电流(在高频等效电路上表现为R),有引线电感,还在导致电压脉冲波动情况下发热的ESR(等效串联电阻),(如下图示)。


从上图看出,设计师在电磁兼容性(EMC)设计时能起到很大的帮助。


按照常规思路,1/2πfc是电容的容抗,应该是频率越高,容抗越小,滤波效果越好,即越高频的杂波越容易被泄放掉,但事实并非如此,因为引线电感的存在,一支电容仅仅在其1/2πfc=2πf L等式成立的时候,才是整体阻抗最小的时候,滤波效果才最好,频率高了低了都会滤波效果下降,由此就可以分析出结论,为什么在IC的VCC端都会加两支电容,一支电解的,一支瓷片的,并且容值一般相差100倍以上多一点。就是两支不同的电容的谐振频率点岔开了一段距离,既利于对稍高频的滤波,也利于对较低频的滤波。


线缆或PCB布线的高频等效特性(如上图示),无论高低频,走线电阻都是客观存在,但对于走线电感,则只在较高频时候才可以显现得出来。另外就是还有一个分布电容的存在,但是,在导线附近没有导体的时候,这个分布电容有也是白搭,必须要两个导体才可以发挥的作用。


电感和电阻的特性比较容易理解,就不作说明了。但磁环和磁珠的高频等效特性却不得不提一下,因为磁环对高频脉动的吸波作用,与电感的表现有点类似,所以经常被认为是电感特性,但事实上错了。磁环是个电阻特性,不过这个电阻有点特别,它的阻值大小是频率的函数R(f),如此的话,在一个带有高频波动的信号穿过磁珠的时候,高频波动会因为I2R的作用而发热,将波动干扰经过电能——磁能——热能的转化过程,所以在导线上波动比较强烈的时候,磁环摸起来会是温的。


以上是电磁兼容性(EMC)专业中高频思维的基础知识,了解电磁兼容性(EMC)方面的知识后,很多的设计问题都知其答案了。比如:


1、IC的VCC端为何加装两只电容,一只电解电容,一只瓷片电容,是因为电容的高频等效特性,引线电感和电容的串联导致其综合阻抗随频率而变化,而在WL= (1/WC)的频率点上,是其阻抗最小的点(如下图示)。而且两个电容分别有自己的最小阻抗点,分别对应不同的频率点,以便于为IC不同频率范围的供电需求提供电流。


2、静电工作台的接地导线用宽的铜皮带和金属丝网蛇皮管,而不是黄绿的圆形接地线缆,圆形接地线缆的走线电感量偏大,不利于高频静电电荷的泄放。


3、线缆和线缆之间的间距不宜太近,否则会因为导线分布电容的存在而导致信号线缆之间出现串扰,当然,信号线对地线的耦合那又最好是近一点,这样,信号线上的波动干扰可以方便的泄放到地线上去。


对电子工程师来说,把电子器件都当成一个高频等效的组合电路,则电磁兼容性(EMC)设计将会更加完美。


推荐阅读


从家电等七大应用领域看半导体分立器件现状

2017电力电子产业现状报告

可在125℃状态下连续使用的车载用高耐热薄膜电容器FH系列

电容器的ESD耐性

村田磁珠的在电路中的作用及其型号含义

【下载】旋转位置传感器产品目录

村田携手指月电机制作所共同研发车载用高耐热薄膜电容器

选择保障线性稳压器稳定度的ESR

热应答性提高25%,村田推出NTC热敏电阻挠性引线产品

村田LXDC系列微型直流-直流转换器

自动驾驶传感器市场报告

LoRa vs NB-IoT:12个角度看哪个物联网标准更具优势?

村田振动传感器的5大应用

村田推出使用温度150℃的车载用0402尺寸片状铁氧体磁珠

采用村田LoRa模块的STM32L0 LoRa探索套件

车载设备电源电路中的静噪对策解决方案

#每日一问#EMI静噪滤波器(EMC・噪声对策)FAQ

村田推出0603尺寸高阻抗的电源用片状铁氧体磁珠

长按二维码
关注我们

欢迎加入村田技术交流群



微信群已满百人,请扫描以下二维码申请入群


About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: TI培训

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved