PCB新聞 - 有幾種常見的電磁干擾類型

(1) RF 電磁干擾. 由於現有無線電發射機的激增, 射頻干擾對電子系統構成巨大威脅. 行动电话, 手持收音機, 無線電控制單元, 尋呼機和其他類似設備現在非常常見. 產生有害干擾不需要很大的發電功率. 典型故障發生在1至10V範圍內/m射頻場强度. 在歐洲, 北美和許多亞洲國家, 避免射頻干擾損壞其他設備已成為所有產品的法定要求.

（（2））靜電放電（ESD）。 現代晶片科技有了很大進步，元件變得非常密集，幾何尺寸非常小（0.18um）。 這些高速、數以百萬計的電晶體微處理器高度敏感，容易被外部靜電放電損壞。 放電可直接或輻射引起。 直接接觸放電通常會對設備造成永久性損壞。 輻射引起的靜電放電可能導致設備紊亂和异常運行。

（3.）電源干擾。 隨著越來越多的電子設備連接到電力骨幹，系統可能會受到干擾。 這些干擾包括電力線干擾、電力快速瞬變、浪湧、電壓變化、雷電瞬變和電力線諧波。 對於高頻開關電源，這些干擾變得非常顯著。

（4）自我相容性。 系統的數位部分或電路可能會干擾類比設備，導致導線之間的串擾，或者電機可能會導致數位電路紊亂。

此外，在低頻下工作良好的電子產品在高頻下會遇到一些低頻不存在的問題。 如反射、弦繞、地面拋射、高頻雜訊等。

不符合EMC規範的電子產品不是合格的電子設計。 除了滿足市場的功能要求外，還必須採用適當的設計科技來防止或消除電磁干擾的影響。

PCB公司設計的EMC注意事項

解决EMI問題有兩種方法 P印刷電路板(PCB) design: one is to suppress EMI influence, 二是遮罩電磁干擾影響. 這兩種方法有許多不同的表現形式. 特別地, 遮罩系統將電磁干擾影響電子產品的可能性降至最低.

射頻（RF）能量由印刷電路板（PCB）內的開關電流產生，PCB是數位元件的副產品。 配電系統中的每個邏輯狀態變化都會產生瞬態浪湧。 在大多數情况下，這些邏輯狀態變化不會產生足够的接地雜訊電壓，從而導致任何功能影響。 但是，當一個組件的邊緣速率（上升時間和下降時間）變得非常快時，就會產生足够的射頻能量，影響其他電子組件的正常工作。

1.PCB上電磁干擾的原因

不當操作通常會導致PCB上出現不合規格的EMI。 結合高頻訊號的特點，與PCB級相關的EMI主要包括以下幾個方面：

（1）包裝措施使用不當。 例如，應該用金屬包裹的設備是用塑膠包裹的。

（2）PCB設計不好，成品質量不高，電纜和接頭接地不好。

（3）PCB佈局不當甚至錯誤。

包括時鐘和週期信號接線設置不當； PCB分層和訊號佈線層設置不當； 高頻射頻能量分佈元件選擇不當； 共模和差模濾波考慮不够。 接地回路引起射頻和地面炸彈； 旁路和解耦缺陷等。

為了實現系統級EMI抑制，通常需要一些適當的方法：遮罩、填充、接地、濾波、去耦、正確佈線、電路阻抗控制等。

2、電磁相容遮罩設計

如今，電子行業越來越關注SE/EMC（遮罩效能）的需求，隨著越來越多的電子元件的使用，電磁相容性變得越來越重要。 電磁遮罩是一種通過感應和輻射控制從一個區域到另一個區域的電磁干擾的方法。 通常包括兩種：一種是靜電屏蔽，主要用於防止靜電場和恒定磁場的影響； 另一種是電磁遮罩，主要用於防止交變電場、交變磁場和交變電磁場的影響。

EMI遮罩可使產品簡單有效，符合EMC規範。 當頻率低於10MHz時，電磁波主要以傳導形式存在，而頻率較高的電磁波主要以輻射形式存在。 設計時可採用單層固體遮罩資料、多層固體遮罩資料、雙重遮罩或雙重以上遮罩等新材料進行電磁干擾遮罩。 對於低頻電磁干擾需要使用較厚的遮罩層，最合適的是使用高磁導率資料或磁性材料，如鎳銅合金，以獲得最大的電磁吸收損耗，而對於高頻電磁波可以使用金屬遮罩資料。

在實際的電磁干擾遮罩中，電磁遮罩效能在很大程度上取決於主機殼的物理結構，即導電性的連續性。 底盤上的接頭和開口是電磁波的洩漏源。 此外，穿過接線盒的電纜是遮罩效能下降的主要原因。 底盤上開口的電磁洩漏與開口的形狀、輻射源的特性以及輻射源到開口的距離有關。 通過合理設計開口尺寸和輻射源到開口的距離，可以提高遮罩效率。 電磁密封墊片通常用於解决底盤裂紋處的電磁洩漏問題。 電磁密封墊片是一種導電彈性資料，可以保持間隙內的導電連續性。 常用的電磁密封墊片有：導電橡膠（在橡膠中摻入導電顆粒，使複合材料既有橡膠的彈性，又有金屬的導電性）。， 雙導電橡膠（並非在橡膠的所有部位都混入導電顆粒，其最大的好處是保持橡膠的彈性，並保證導電性）、金屬網格組（帶膠芯金屬網格組）、螺旋管內襯（不銹鋼、鈹銅或鍍錫鈹銅卷成螺旋管）等， 當對通風量的要求較高時，通風必須採用波導板，該板相當於一個高通濾波器，通過以上一定頻率的電磁波衰减，但對於小於該頻率的電磁波衰减，有很多合理的應用，通過這種特性的波導可以很好的遮罩EMI干擾。

3、合理的PCB設計，具有電磁相容性

隨著系統設計複雜性和集成度的大規模提高，電子系統設計人員都在從事100MHZ以上的電路設計，匯流排的工作頻率已經達到或超過50MHZ，有的甚至超過100MHZ。 當系統工作在50MHz時，會出現傳輸線效應和信號完整性問題。 當系統時鐘達到120MHz時，除非使用高速電路設計知識，否則基於傳統方法的PCB設計將無法工作。 囙此，高速電路設計科技已成為電子系統設計者必須採取的設計手段。 只有使用高速電路設計人員的設計科技，才能控制設計過程。

一般認為，如果數位邏輯電路頻率達到或超過45MHZ～50MHZ, and the circuit operating above this frequency has accounted for a certain amount of the entire electronic system (say, 1/3), 它被稱為高速電路. 事實上, 訊號邊緣的諧波頻率高於訊號本身的諧波頻率. It is the rising edge and falling edge (or jump of the signal) that causes the unexpected result of signal transmission. To achieve EMC compliant 高頻PCB design, 通常使用以下科技：旁路和解耦, 接地控制, 輸電線路控制, 與接線端子匹配.