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EMC元器件有源器件選型概述

發(fā)布時(shí)間:2019-08-20 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì),需要在不同級(jí)別上實(shí)現(xiàn),包括:元器件、部件級(jí)、PCB級(jí)、模塊級(jí)、產(chǎn)品級(jí)、集成系統(tǒng)級(jí)。解決元器件、部件級(jí)、PCB級(jí)的EMC問題,終究比解決模塊級(jí)、產(chǎn)品級(jí)、集成系統(tǒng)級(jí)更容易,更有效,成本更低。而我們常用的電子器件主要包括有源器件和無源器件兩種類型。
 
什么是有源器件
 
如果電子元器件工作時(shí),其內(nèi)部有電源存在,則這種器件叫做有源器件,其主要指IC和模塊電路等器件。
 
從電路性質(zhì)上看,有源器件有兩個(gè)基本特點(diǎn):
 
● 自身也消耗電能;
● 除了輸入信號(hào)外,還必須要有外加電源才可以正常工作。
 
有源器件EMC選型
 
選型要素如下圖所示:
 
EMC元器件有源器件選型概述
 
1.電磁敏感度 
 
有源器件的靈敏度和帶寬是評(píng)價(jià)電磁敏感度特性最重要的參數(shù),靈敏度越高,帶寬越大,抗擾度越差;
 
模擬器件:  帶內(nèi)敏感度特性取決于靈敏度和帶寬;帶外敏感度特性用帶外抑制特性表示。
 
邏輯器件:  帶內(nèi)敏感度特性取決于噪聲容限或噪聲抗擾度;噪聲容限即疊加在輸入信號(hào)上的噪聲最大允許值,帶外敏感度特性用帶外抑制特性表示。
 
EMC元器件有源器件選型概述
EMC元器件有源器件選型概述
 
2. 電磁騷擾發(fā)射
 
電子噪聲主要來自設(shè)備內(nèi)部的元器件,包括熱噪聲、 散彈噪聲、1/f噪聲和天線噪聲等。
 
邏輯器件的電磁騷擾發(fā)射包括傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾:
 
傳導(dǎo)騷擾可通過電源線、信號(hào)線、接地線等金屬導(dǎo)線傳輸;
 
輻射騷擾可由器件輻射或通過充當(dāng)天線的互連線進(jìn)行輻射。
 
輻射發(fā)射與f2成正比,傳導(dǎo)發(fā)射與f成正比;
 
凡是有騷擾電流經(jīng)過的導(dǎo)線都會(huì)產(chǎn)生輻射發(fā)射。
 
邏輯器件是一種騷擾發(fā)射較強(qiáng)的最常見的寬帶騷擾源器件翻轉(zhuǎn)時(shí)間tr越短,對(duì)應(yīng):邏輯脈沖所占頻譜越寬。
 
BW=1/πtr
 
實(shí)際輻射頻率范圍可能達(dá)到BW的十倍以上。
 
在保證電路性能要求的前提下,應(yīng)盡量選用tr長(zhǎng),功耗低,集成度高的邏輯器件。
 
EMC元器件有源器件選型概述
 
3.芯片封裝
 
IC封裝也是產(chǎn)生電磁騷擾的原因之一。
 
IC封裝是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼,它不僅起著安放、固定密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能的作用,而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印制板上的導(dǎo)線與其它器件建立連接。
 
衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比,這個(gè)比值越接近1越好。
 
4.電源電壓
 
Vcc也是選擇芯片的重要因素,對(duì)于502傳輸線, Vcc為5V時(shí),△I為100mA,3.3V時(shí),為66mA,1.8V時(shí),減小到36mA。所以,降低Vcc,可以有效降低△|噪聲電壓,明顯降低EMI。
 
很高的開關(guān)速度和存在引線電感和驅(qū)動(dòng)線對(duì)地電容及輸入電容時(shí),將產(chǎn)生很高的△l噪聲電流,瞬態(tài)負(fù)載電流和△I噪聲電壓。所引起的電源波動(dòng)會(huì)給系統(tǒng)帶來致命的影響。選擇VCC電壓相對(duì)較低的情況除了功耗相對(duì)較低,更重要的是在源頭端抑制了傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾。
 
 
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