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電子發燒友網>電子資料下載>電磁兼容設計>印刷電路板設計在真實世界里的EMI控制詳細說明

印刷電路板設計在真實世界里的EMI控制詳細說明

2020-03-14 | pdf | 4.09 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  電磁干擾(EMI)與電磁相容(EMC)最初是在 1940 及 1950 年代變成關切之議題,大多是因為馬達之雜訊,經由電源線之傳導影響到其他敏感之器材。在此一時期,一直到 1960 年代,EMI/EMC 主要是在軍事上之考量,確保器材之電磁相容性。在一些意外事件中,如雷達之輻射造成武器之意外啟動,或 EMI 造成導航系統之故障,所以,軍事上首先關注到如飛機或船艦上之武器系統之問題。到了 70 及 80 年電腦科技發展,來自電腦器材之干擾對廣播電視機及無線電接收造成嚴重之問題。美國政府因而對此些工業產品採行 EMI 之規範。美國聯邦通訊委員會(FCC)發布了一系列之法規,以規範電腦器材之干擾強度,并定義了量測之方法。同樣的,歐洲及其他地區之政府也開始限制電腦產品產生之干擾。在此一時期,EMI/EMC 之控制只侷限在電腦、週邊器材、以及電腦通訊產品。在 1990 年代,在 EMI/EMC 上之規範擴大了很多;事實上,許多國家之輸入管制都將 EMI/EMC 規範加了進去。所有器材之相容性,以及在整體環境中這些器材都能夠和諧的共同存在。干擾、對外界干擾之耐受、對靜電放電之承受能力等,不論是經由輻射或傳導之媒介,都要受到控制。此控制也不再侷限在電腦產品。現在任何可能產生 EMI 干擾之產品,或是可能被他種電氣器材干擾之產品,都需要小心地進行測試。以前不需要 EMI/EMC 控制的產品現在都必須要符合管制之規範,如洗碗機、錄影機、工業器材、以及大部分之電子器材。當商用產品進行了嚴格的 EMI/EMC 管制之時,軍事產品也沒有放鬆其 EMI/EMC 要求。事實上,由于更高度之自動化及更快之處理速度,軍規之 EMI/EMC 控制以成為所有軍規要求中之一項重要部分。對不同的人而言,EMI/EMC 控制代表著不同的涵義。對商業應用言,如錄影機、個人電腦、電視機等,其管制規範較之軍規/TEMPEST 標準要鬆一些,但是。其還是有一定之困難度。商用產品較鬆標準的結果是,設計人員常被要求要降低干擾及耐受特性,以因應降低生產成本之目的。在 EMI/EMC 設計上之取捨很清楚,但對于是否絕對需要某些 EMI/EMC 元件就沒有那么清楚了。傳統上,EMI/EMC 工程師使用以往之經驗、公式、材料手冊上之圖表,來從事產品設計之各個階段。在大學或是任何機構裡,很少有高品質之 EMI/EMC 工程師等級之訓練,許多在此領域工作之工程師,會發現到這種傳統之方法會越來越不適用了。軍事,太空,以及其他因安全塬因必須控制輻射之政府應用,武器系統,通訊等,對 EMI/EMC 之要求都是遠在商業要求之上。這些更高等級之考量,需要更多之 EMI/EMC 設計,及更高之花費,同時還面對要降低成本之壓力。 EMI/EMC 的問題是肇因于器材內之導體上之時變電流,稱之為『di/dt 雜訊』。電流之變化產生了電磁場輻射。相反地,外來的電磁場能量也會導致電路上的『di/dt 雜訊』,造成錯誤的邏輯運算及器材之誤動作。大多數的高速及快速上升時間之信號會造成 EMI/EMC 問題。這些問題會被連接到該器材之導線電纜所放大,在較低頻率變成有效率之天線。典型之解決方案是使用屏蔽之外殼,對輸出入信號及電源線濾波,并且對機板上之信號線及電源平面提供濾波電路。而真正的問題是:『加多少才是足夠?』以及『會不會加太多?』許多 EMC 工程師都會強調在產品研發之初期就要密切注意到 EMC 設計,此一『密切注意』通常只是在 EMC 設計準則中一長串的『要如何。.』及『不要如何。.』。這些準則通常是根基于以往的產品經驗,而且很多準則會互相牴觸。我們缺少的準則是,在根本塬因分析中我們不真正的知道為什么我們需要這一項準則,或者,更重要的,當某一項準則因有些設計限制而無法實施時應使用哪些替代方法。設計者只是簡單的被告知『這樣做或是那樣做。

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