電纜就像天線(xiàn)一樣用于無(wú)線(xiàn)電噪聲。我在實(shí)驗(yàn)室看到的重要的故障模式之一是部分或全部來(lái)自連接到被測(cè)設(shè)備(DUT)的電纜的EM輻射。
它們?cè)趯鲗?dǎo)噪聲轉(zhuǎn)換為輻射噪聲(即天線(xiàn)有多好)方面有多好,這取決于幾個(gè)關(guān)鍵因素,包括阻抗匹配,電纜長(zhǎng)度和噪聲波長(zhǎng)。為避免布線(xiàn)引起的輻射問(wèn)題,確保盡可能少的無(wú)意噪聲與外部和內(nèi)部布線(xiàn)相結(jié)合非常重要。
如果制造商在測(cè)試實(shí)驗(yàn)室遇到輻射發(fā)射問(wèn)題,則首先調(diào)試的方法之一通常是盡可能多地分離I / O電纜,如果違規(guī)發(fā)射消失,那么您可以逐個(gè)重新連接電纜,直到您(希望)找到罪魁禍?zhǔn)?。?qǐng)注意,如果存在多條電纜,則通常情況是每根電纜都會(huì)導(dǎo)致特定問(wèn)題,并且在各種配置中連接/斷開(kāi)它們會(huì)導(dǎo)致看似不一致的測(cè)量結(jié)果。
這通常是由于連接/斷開(kāi)各種尺寸的接地回路,無(wú)論如何,在設(shè)計(jì)階段要記住的經(jīng)驗(yàn)法則是盡可能多地保留每條電纜的意外射頻能量。
改變EMC設(shè)計(jì)規(guī)則大限度地減少布線(xiàn)的噪聲排放:
(a)確保電纜上信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率小化
數(shù)字信號(hào)可以包含高帶寬的RF能量,帶寬的上限取決于信號(hào)上升沿和下降沿的轉(zhuǎn)換速率,壓擺率越高,信號(hào)在更高頻率下的能量就越多。從圖中可以看出,1 MHz方波中包含的RF能量跨越大范圍。
通過(guò)降低驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度或通過(guò)低通濾波器傳遞信號(hào),通常可以降低耦合到布線(xiàn)上的數(shù)字信號(hào)的壓擺率,通過(guò)降低壓擺率,可以大大降低耦合到信號(hào)上的RF能量,從而減少布線(xiàn)的輻射量。
一個(gè)好的設(shè)計(jì)規(guī)則是在通過(guò)電纜傳輸?shù)拿總€(gè)數(shù)字信號(hào)上包含一個(gè)非填充的低通濾波器,如果您的眼圖能夠受到影響,那么簡(jiǎn)單且便宜的RC濾波器就能夠解決,不行可以使用集成解決方案。
(b)確保所有電源,接地,屏蔽GND和靜態(tài)I / O信號(hào)都是干凈的
雖然從表面上看,您認(rèn)為電源和靜態(tài)I / O信號(hào)等直流信號(hào)不應(yīng)為布線(xiàn)提供大量的射頻能量。然而,這些信號(hào)通常可能是電纜噪聲的罪魁禍?zhǔn)?。例如,全局?fù)位信號(hào)通常進(jìn)入PCB的多個(gè)芯片和區(qū)域。如果您不小心,此跡線(xiàn)可能會(huì)產(chǎn)生大量的RF噪聲。當(dāng)復(fù)位信號(hào)穿過(guò)電纜時(shí),噪聲現(xiàn)在可以作為電磁輻射發(fā)射,有時(shí)會(huì)引起輻射發(fā)射測(cè)試問(wèn)題。
(i)在電源和靜態(tài)I / O信號(hào)上添加直插式鐵氧體磁珠
噪聲抑制磁珠設(shè)計(jì)用于吸收RF能量并將其轉(zhuǎn)換為熱量,有成千上萬(wàn)的選擇,所以值得花些時(shí)間仔細(xì)選擇。為了過(guò)度簡(jiǎn)化復(fù)雜問(wèn)題,基本上您希望鐵氧體磁珠的峰值阻抗頻率與電路中感知到的壞情況噪聲的頻率相匹配,以便將該頻率的能量轉(zhuǎn)化為熱量。
即使您決定不將鐵氧體磁珠納入您的設(shè)計(jì)中,為它們留出空間并放置0歐姆電阻也是一個(gè)非常好的方法,如果您在EMC測(cè)試上遇到問(wèn)題,可以節(jié)省昂貴且耗時(shí)的電路板重新設(shè)計(jì)。
(ii)在連接器處提供足夠的電源去耦
如果您的板載電源沒(méi)有在您的開(kāi)關(guān)電路所需的頻譜范圍內(nèi)提供低阻抗RF電流源,那么它將在上游尋找它,實(shí)際上,這意味著布線(xiàn)上的電源信號(hào)會(huì)變得很嘈雜。嘈雜的電纜往往輻射得很好。雖然除此之外還有更多內(nèi)容,但請(qǐng)確保板上有足夠的大容量電容和PCB上的分布電容,以便在寬頻譜范圍內(nèi)本地提供電流。
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