设计中会遇到的EMC问题
mouser 2021-11-26

31、用在外拖电缆上的信号线滤波器额定工作电压为什么最好大于200V(即使一般电缆中传送的信号电压仅几V或十几V)?

答:因为外拖电缆上会受到幅度很高的浪涌或静电放电等瞬间高压干扰的冲击,滤波电容的耐压要能够承受这些高压的冲击。

32、什么是共模扼流圈?怎样绕制?

答:仅对共模电流有电感作用的扼流圈称为共模扼流圈。共模扼流圈的绕法是使两根导线上的差模电流在磁芯中产生的磁力线方向相反,从而能够相互抵消。当电压较高时,去线和回线要分开绕,以保证足够的绝缘电压;当电压较低时,可以双线并绕。

33、当设备电磁辐射超标时,我们往往会在电缆上套一个铁氧体磁环。如果一台设备的电磁辐射超标,我们在设备的一根电缆上套上一个铁氧体磁环后,发现并没有什么改善,这说明什么问题?应当怎样处理?

答:有两种可能,一种是原来的共模回路阻抗较高,共模扼流圈加入后所增加的阻抗与原来的回路阻抗相比很小,因此扼流圈的作用实际很小。另一种可能性是系统中还有其它辐射源,当使用分贝表示这根电缆的辐射减小量时其数值很小。如果属于前一种情况,可以在电缆端口上使用旁路电容,减小共模回路阻抗;如果属于第二种原因,则需要检查其它辐射源。

34、当穿过面板的导线很多时,往往要使用滤波连接器或滤波阵列板。在安装滤波连接器或滤波阵列板时要注意哪些问题?

答:要在滤波连接器或滤波阵列板与机箱面板之间安装电磁密封衬垫,或用导电胶带将缝隙粘起来,防止缝隙处发生电磁泄漏。

35、在进行电磁干扰问题分析时,往往用什么定义来描述地线?

答:将地线定义为信号的回流线。

36、导致地线干扰问题的根本原因是什么?

答:地线的阻抗是导致地线问题的根本原因,由于地线阻抗的存在,当地线上流过电流时,就会产生电压,形成电位差,而我们在设计电路时,是假设地线上各点电位是相同的,地线电位是整个系统工作的参考电位,因而实际地线电位与假设条件的不同导致了各种各样的地线问题。

37、为什么在有些进口样机中看到有些地线通过电容或电感接地?

答:为了使地线系统对于不同频率的信号呈现不同的地线结构。

38、列出尽可能多的降低地线射频阻抗的方法。

答:尽量使用表面积大的导体,以减小高频电流的电阻;尽量使导体短些,以减小电阻和电感;在导体表面镀银,减小表面电阻;多根导体并联,减小电感。

39、什么是搭接?举出几种搭接的方法。

答:金属构件之间的低阻抗(射频)连接称为搭接,搭接的方式有焊接、铆接、螺钉连接和电磁密封衬垫连接等。

40、怎样防止搭接点出现电化学腐蚀现象?

答:选择电化学电位接近的金属或对接触的局部进行环境密封以隔绝电解液。

41、电路或线路板的电磁兼容性设计中要特别注意关键信号的处理,这里的关键信号指那些信号?

答:从电磁发射的角度考虑,关键信号线指周期性信号,如本振信号、时钟信号和地址低位信号等;从敏感度的角度考虑,关键信号指对外界电磁干扰很敏感的信号,如低电平模拟信号。

42、为什么数字电路的地线和电源线上经常会有很大的噪声电压?怎样减小这些噪声电压?

答:数字电路工作时会瞬间吸取很大的电流,这些瞬变电流流过电源线和地线时,由于电源线和地线电感的存在,会产生较大的反冲电压,这就是观察到的噪声电压。要减小这些噪声电压,一种方法一是减小电源线和地线的电感,如使用网格地、地线面、电源线面等,另一种方法是在电源线上使用适当的解耦电容(储能电容)。

43、在实践中,常见到将多股导线绞起来作为高频导体,据说这样可以减小导线的射频阻抗,这是为什么?

答:这样可以增加导线表面积,从而减小高频电阻。

44、为什么自动布线软件完成的线路板往往辐射较强?

答:自动布线软件一般不能够保证周期性信号具有较小的回路面积,因此会产生较强的辐射。

45、减小线路板电磁辐射的主要措施是什么?

答:使容易产生辐射的信号(周期性信号)具有最小的回路面积。如果线路板上有外拖电缆,需要使辐射较强的电路远离输入/输出电路,并且在输入输出电路的位置设置“干净地”以减小电缆上的共模电压。

46、怎样从选器件的选择上减小电磁辐射?

答:选择功耗低、上升/下降沿尽量缓、集成度尽量高的芯片。

47、在使用多层板布线时,为了避免数字电路地线与模拟电路地线相互干扰,可以用两层地线面分别做数字地和模拟地吗?为什么?

答:不可以。两层地线之间的寄生电容较大,会发生严重的串扰。

48、为什么在进行线路板布局时,要使高频电路尽量远离I/O电缆接口?

答:防止高频信号耦合到电缆上,形成共模电压(电流),产生较强的共模辐射。

49、在数字电路的线路板上安装电源解耦电容时要注意哪些问题?

答:解耦电容与芯片电源引脚和地线引脚形成的回路面积要尽量小。

50、两个屏蔽机箱之间的互联电缆是辐射的主要原因,为了减小电缆的辐射,往往使用屏蔽电缆。屏蔽电缆必须满足哪些条件才能有效地抑制其电磁辐射?

答:电缆的屏蔽层与屏蔽机箱之间360°搭接,使其满足哑铃模型的要求。

51、铁氧体磁环是抑制电缆共模辐射的有效器件,在使用时要注意哪些问题?

答:首先要选择抑制电磁干扰用的铁氧体材料;其次,磁环的内径要尽量小,紧紧包住电缆,铁氧体磁环的外径和长度要尽量大(在满足空间要求的条件下)。将电缆在磁环上绕多匝,可以提高低频的效果,但高频的效果会变差。铁氧体磁环的安装位置要靠近电缆的两端。

52、使用双绞线提高对磁场的抗扰度时,要注意哪些问题?

答:双绞线两端所连接的电路不能同时接地。需要为信号回流提供第二条路径,最好是平衡电路。

53、如果电感性负载的通断是由机械开关控制的,那么当开关闭合或断开时,会在开关触点上产生电弧放电和电磁干扰。这种干扰是开关闭合时严重,还是断开时严重?

答:断开时严重。

54、瞬态干扰抑制器件为什么不能代替滤波器来防止电路工作异常?

答:瞬态干扰抑制器件只是将幅度很高的脉冲电压顶部削去,残留的仍是一个脉冲干扰电压,只是幅度低些,其中包含了大量的高频成分,会对电路造成影响,因此不能代替滤波器来防止电路工作异常。

55、安装瞬态抑制器件时,要注意哪些问题?

答:保证流过瞬态抑制器件的电流路径具有最小的阻抗,因此这个路径上的导线要尽量短。旁路电容的安装原则同样适合于瞬态抑制器件的安装。

56、描述静电放电对电路造成影响的机理。

答:双绞静电放电对电路造成的影响有两个机理,一个是静电放电电流直接流进电路,影响电路正常工作,乃至损坏电路硬件;另一个是静电放电路径附近产生很强的电磁场,对电路造成影响。

57、为什么当机箱不是连续导电时,在做静电放电试验时往往会出问题?

答:当机箱上有导电不连续点时,会迫使电流寻找另外的泄放路径,这条路径也可能是电路本身,从而使静电放电电流流进电路,产生不良影响;另外,当静电放电电流流过导电不连续点时,会在该点上产生较强的电磁辐射,对电路的正常工作产生影响。

58、为什么一个设备如果抗射频干扰能力强,一般抗静电放电能力也强?

答:因为静电放电产生的也是一种高频电磁场。 

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