接地变压器

工业、科学和医疗射频（ISM-RF）产品的无数应用案例表明，这些产品的印制板（PCB）布局很容易出现各种缺陷。人们时常发现相同IC安装到两块不同电路板上，所表现的性能指标会有显著差异。工作条件、谐波辐射、抗干扰能力，以及启动时间等等诸多因素的变化，都能说明电路板布局在一款成功设计中的重要性。 本文罗列了各种不同的设计疏忽，探讨了每种失误导致电路故障的原因，并给出了如何避免这些设计缺陷的建议。本文以FR-4电介质、厚度0.0625in的双层PCB为例，电路板底层接地。工作频率介于315MHz到915MHz之间的不同频段，Tx和Rx功率介于-120dBm至+13dBm之间。表1列出了一些可能出现的PCB布局问题、原因及其影响。 表1. 典型的PCB布局问题和影响 其中大多数问题源于少数几个常见原因，我们将对此逐一讨论。 电感方向 当两个电感（甚至是两条PCB走线）彼此靠近时，将会产生互感。第一个电路中的电流所产生的磁场会对第二个电路中的电流产生激励（图1）。这一过程与变压器初级、次级线圈之间的相互影响类似。当两个电流通过磁场相互作用时，所产生的电压由互感LM决定： 式中，YB是向电路B注入的误差电压，IA是在电路A作用的电流1。LM对电路间距、电感环路面积（即磁通量）以及环路方向非常敏感。因此，紧凑的电路布局和降低耦合之间的最佳平衡是正确排列所有电感的方向。 图1.

电磁干扰的三要素是干扰源、干扰传输途径、干扰接收器。EMC就围绕这些问题进行研究。最基本的干扰抑制技术是屏蔽、滤波、接地。它们主要用来切断干扰的传输途径。广义的电磁兼容控制技术包括抑制干扰源的发射和提高干扰接收器的敏感度，但已延伸到其他学科领域。 在印制电路板设计阶段对电磁兼容考虑将减少电路在样机中发生电磁干扰，问题的种类包括公共阻抗耦合、串扰、高频载流导线产生的辐射和通过由互连布线和印制线形成的回路拾取噪声等，那么在进行EMC测试时具体有哪些规范需要我们注意？ 在高速逻辑电路里，这类问题特别脆弱，原因有很多： 1、电源与地线的阻抗随频率增加而增加，公共阻抗耦合的发生比较频繁； 2、信号频率较高，通过寄生电容耦合到步线较有效，串扰发生更容易； 3、信号回路尺寸与时钟频率及其谐波的波长相比拟，辐射更加显著。 4、引起信号线路反射的阻抗不匹配问题。 一、总体概念及考虑 1、五一五规则，即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns，则PCB板须采用多层板。 2、不同电源平面不能重叠。 3、公共阻抗耦合问题。 VN1＝I2ZG为电源I2流经地平面阻抗ZG而在1号电路感应的噪声电压。 由于地平面电流可能由多个源产生，感应噪声可能高过模电的灵敏度或数电的抗扰度。 解决办法 ： ①模拟与数字电路应有各自的回路，最后单点接地； ②电源线与回线越宽越好； ③缩短印制线长度； ④电源分配系统去耦。 4

电磁兼容性或电磁兼容（EMC）是在电学中研究意外电磁能量的产生、传播和接收，以及这种能量所引起的有害影响。目标是在相同环境下，涉及电磁现象的不同设备都能够正常运转，而且不对此环境中的任何设备产生难以忍受的电磁干扰之能力。下面分几部分详细介绍。 第一部分 电磁骚扰的耦合机理 1、基本概念 电磁骚扰传播或耦合，通常分为两大类：即传导骚扰传播和辐射骚扰传播。通 过导体传播的电磁骚扰，叫传导骚扰；通过空间传播的电磁骚扰，叫辐射骚扰。 上图传染病的模型非常近似： 2、 电磁骚扰的常用单位 骚扰的单位通用分贝来表示，分贝的原始定义为两个功率的比： 通常用 dBm 表示功率的单位，dBm 即是功率相对于 1mW 的值： 通过以下的推导可知电压由分贝表示为（注意有一个前提条件为 R1=R2)： 通常用 dBuV 表示电压的大小，dBuV 即是电压相对于 1uV 的值。 对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来度量，其单位是 V/m。通常用的单位是dBuV/m。 3、传导干扰 a、共阻抗耦合 由两个回路经公共阻抗耦合而产生，干扰量是电流 i，或变化的电流 di/dt。 当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时，就发生了公共阻抗耦合。我们在放大器中，级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式，这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。在这里，上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。 由于地线就是信号的回流线

　　 电源地 主要是针对电源回路电流所走的路径而言的，一般来说 电源地 流过的电流较大，而 信号地 主要是针对两块芯片或者模块之间的通信信号的回流所流过的路径，一般来说 信号地 流过的电流很小，其实两者都是GND，之所以分开来说，是想让大家明白在布PCB板时要清楚地了解电源及信号回流各自所流过的路径，然后在布板时考虑如何避免电源及信号共用回流路径，如果共用的话，有可能会导致 电源地 上大的电流会在 信号地 上产生一个电压差(可以解释为：导线是有阻抗的，只是很小的阻值，但如果所流过的电流较大时，也会在此导线上产生电位差，这也叫共阻抗干扰)，使信号地的真实电位高于0V，如果信号地的电位较大时，有可能会使信号本来是高电平的，但却误判为低电平。 本文引用地址： http://www.eepw.com.cn/article/201611/340655.htm 　　一、不同接地 　　当然电源地本来就很不干净，这样做也避免由于干扰使信号误判。所以将两者地在布线时稍微注意一下，就可以。一般来说即使在一起也不会产生大的问题，因为数字电路的门限较高。除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。控制系统中，大致有以下几种地线： 　　1、数字地 　　数字地：也叫逻辑地，是各种开关量(数字量)信号的零电位。 　　2模拟地 　　模拟地：是各种模拟量信号的零电位。 　　3、信号地 　　信号地

一般在我们的AD系统里面,都有非常明确的模拟电源/模拟地;数字电源数字地,这些的处理相对比较重要.通常的系统中== 1,我们常用10~20欧姆电阻来做个模拟电源和数字电源的隔离,可以从下图中看出,当然,使用分组的隔离电源是最好的选择,但是成本相对较高 2,处理模拟地数字地时,最终使用1点接连的办法,这个连接点要选在PCB上的电荷平衡点,以防止出现电压差,这个需要PCB和模拟设计良好的基础及经验 3,使用PSRR高的LDO,尽量避免使用DCDC和纹波超过300UV的电源温压器件,当然,我们可以通过差分输入来减少来自电源的干扰 4,良好的屏蔽罩同样可以减少外部空间电磁辐射对AD系统的影响,诸如雷达,手机辐射,紫外线等 电源地主要是针对电源回路电流所走的路径而言的，一般来说电源地流过的电流较大，而信号地主要是针对两块芯片或者模块之间的通信信号的回流所流过的路径，一般来说信号地流过的电流很小，其实两者都是GND，之所以分开来说，是想让大家明白在布PCB板时要清楚地了解电源及信号回流各自所流过的路径，然后在布板时考虑如何避免电源及信号共用回流路径，如果共用的话，有可能会导致电源地上大的电流会在信号地上产生一个电压差（可以解释为：导线是有阻抗的，只是很小的阻值，但如果所流过的电流较大时，也会在此导线上产生电位差，这也叫共阻抗干扰），使信号地的真实电位高于0V，如果信号地的电位较大时

硬件 EMC 设计规范 引言： 本规范只简绍 EMC 的主要原则与结论，为硬件工程师们在开发设计中抛砖引玉。 电磁干扰的三要素是干扰源、干扰传输途径、干扰接收器。 EMC 就围绕这些问题进行研究。最基本的干扰抑制技术是屏蔽、滤波、接地。它们主要用来切断干扰的传输途径。广义的电磁兼容控制技术包括抑制干扰源的发射和提高干扰接收器的敏感度，但已延伸到其他学科领域。 本规范重点在单板的 EMC 设计上，附带一些必须的 EMC 知识及法则。在印制电路板设计阶段对电磁兼容考虑将减少电路在样机中发生电磁干扰。问题的种类包括公共阻抗耦合、串扰、高频载流导线产生的辐射和通过由互连布线和印制线形成的回路拾取噪声等。 在高速逻辑电路里，这类问题特别脆弱，原因很多： 1 、电源与地线的阻抗随频率增加而增加，公共阻抗耦合的发生比较频繁； 2 、信号频率较高，通过寄生电容耦合到步线较有效，串扰发生更容易； 3 、信号回路尺寸与时钟频率及其谐波的波长相比拟，辐射更加显著。 4 、引起信号线路反射的阻抗不匹配问题。 一、总体概念及考虑 1 、五一五规则，即时钟频率到 5MHz 或脉冲上升时间小于 5ns ，则 PCB 板须采用多层板。 2 、不同电源平面不能重叠。 3 、公共阻抗耦合问题。 模型： V N1 ＝ I 2 Z G 为电源 I 2 流经地平面阻抗 Z G 而在 1 号电路感应的噪声电压。

传导与辐射 电磁干扰(Electromagnetic Interference)，简称EMI，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作，各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准，符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。电磁兼容性EMC 标准不是恒定不变的，而是天天都在改变，这也是各国政府或经济组织，保护自己利益经常采取的手段。 EMC 标准及测试 国际标准 1、国际电工委员为IEC 2、国际标准华组织ISO 3、电气电子工程师学会IEEE 4、欧盟电信标准委员会ETSI 5、国际无线电通信咨询委员CCIR 6、国际通讯联盟ITU 6、国际电工委员会IEC有以下分会进行EMC标准研究 -CISPR：国际无线电干扰特别委员会 -TC77：电气设备（包括电网）内电磁兼容技术委员会 -TC65：工业过程测量和控制 国际标准化组织 1、FCC联邦通 2、VDE德国电气工程师协会 3、VCCI日本民间干扰 4、BS英国标准 5、ABSI美国国家标准 6