接地系统

只讨论PCB板与设备外壳的接地问题，不谈PCB板本身内部的接地。 如果设备外壳没有良好接大地，则PCB板本身也不必与外壳连接。因为PCB与大地如果是隔离的（所谓浮地），工频干扰回路阻抗极大，反而不会对PCB产生什么干扰。 2.如果设备外壳良好接大地，那PCB应该也与外壳良好的单点接地，这个时候工频干扰会通过外壳接地消除，对PCB也不会产生干扰 如果设备使用的场合可能存在安全问题时，那必须将设备外壳良好接地 为了取得更好效果，建议是设备外壳尽量良好接地，PCB与外壳单点良好接地；当然如果外壳没有良好接地，那还不如把PCB浮地，即不与外壳连接。 5.多个设备之间需要互相连接的时候，尽量是每个设备外壳都与大地在单点良好接地，每个设备内部PCB与各自外壳单点接地 但是如果多个设备互相连接时候，设备外壳没有良好接地，那就不如浮地，内部PCB不与外壳接地 为防止内部电路与外壳一点连接时，内部输出万一碰外壳而造成短路，内部电路与外壳间用容量足够大的电容相连，这样，对工频干扰来说，内部与外壳间是等电位的，对直流输出来说，是隔离的。 电子模块设计的好坏得重视细节上的问题。所以为了尽量做到性能的稳定，故仔细的考虑了一下目前设计模块中外壳地和信号地间的处理问题。 查阅了一些网上的资料： 问：USB外壳地和信号地之间串接1M电阻，并且还接一个0.01uf的电容到信号地，能否将一下这样处理的原理和目的？ 答

1、PCB的EMC简单对策 同系统EMC的解决措施一样，PCB的EMC也要针对其三要素（干扰源、耦合途径、敏感装置）对症下药： 降低EMI强度 切断耦合途径 提高自身的抗扰能力 针对PCB的耦合途径之一传导干扰，我们通常采用扩大线间距、滤波等措施； 针对PCB的耦合途径之二辐射干扰，我们通常主要采取控制表层布线，增加屏蔽等手段； 2、单板层设置的一般原则 A．元器件下面（顶层、底层）为地平面，提供器件屏蔽层以及顶层布线提供回流平面； B．所有信号层尽可能与地平面相邻（确保关键信号层与地平面相邻），关键信号不跨分割； C．尽量避免两信号层直接相邻； D．主电源尽可能与其对应地相邻； E．兼顾层压结构对称； 以六层板为例，以下有3种方案： A．S1 G1 S2 S3 P1 S4 B． S1 G1 S2 P1 G2 S3 C． S1 G1 S2 G2 P1 S3 优先考虑方案B，并优先考虑布线层S2，其次是S3、S1； 在成本较高时，可采用方案A，优选布线层S1，S2，其次是S3，S4； 对于局部、少量信号要求较高的场合，方案C比方案A更合适；（为什么？） （注意，在考虑电源、地平面的分割情况下，实际情况因分割等因素可能有所出入） 3、电源、地系统的设计 3．1 滤波设计 3．1．1滤波电路的基本概念 滤波电路是由电感、电容、电阻、铁氧体磁珠和共模线圈等构成的频率选择性网络

PCB设计时，EMC应该注意很多方面，具体的总结如下： 在PCB的EMC设计考虑中，首先涉及的便是层的设置； 单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成；在产品的EMC设计中，除了元器件的选择和电路设计之外，良好的PCB设计也是一个非常重要的因素。 PCB的EMC设计的关键，是尽可能减小回流面积，让回流路径按照我们设计的方向流动。 PCB层的设计思路： PCB叠层EMC规划与设计思路的核心就是合理规划信号回流路径，尽可能减小信号从单板镜像层的回流面积，使得磁通对消或最小化。 电路板设计中厚度、过孔制程和电路板的层数不是解决问题的关键，优良的分层堆叠是保证电源汇流排的旁路和去耦、使电源层或接地层上的瞬态电压最小并将信号和电源的电磁场屏蔽起来的关键。从信号走线来看，好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层，这些层紧挨著电源层或接地层。对於电源，好的分层策略应该是电源层与接地层相邻，且电源层与接地层的距离尽可能小，这就是我们所讲的“分层”策略。下面我们将具体谈谈优良的PCB分层策略。 1．布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。布线层如果不在其回流平面层地投影区域内，在布线时将会有信号线在投影区域外，导致“边缘辐射”问题，并且还会导致信号回路面积地增大，导致差模辐射增大。 2．尽量避免布线层相邻的设置。因为相邻布线层上的平行信号走线会导致信号串扰，所以如果无法避免布线层相邻

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。

《电磁兼容设计》0 @(嵌入式Linux 底层开发) 电磁兼容设计0 第二章 电磁骚扰源与耦合路径 电磁骚扰的耦合途径 第四章 地线设计 接地系统 地线阻抗 接地要求 第五章 屏蔽设计 第六章 滤波设计 滤波器的构造 滤波器元件 第二章 电磁骚扰源与耦合路径 5. 电磁骚扰的耦合途径 传导耦合 传导是骚扰源与敏感设备之间的主要的骚扰耦合途径之一。传导骚扰可以通过电源线，信号线，互连线，接地导线等进行耦合。 解决传导耦合的办法是防止导线感应噪声，即采用适当的屏蔽和将导线分离；或者在骚扰进入敏感电路前，进行滤波，去除噪声。 共阻抗耦合 当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗的时候，就出现共阻抗耦合。在电源线和接地导线上的骚扰电流，都是通过共阻抗耦合进入敏感电路的。 共地阻抗耦合 共源阻抗耦合 串联阻抗耦合 感应耦合 电感应耦合 磁感应耦合 第四章 地线设计 接地的含义是为电路或者系统提供一个参考的等电位点或者面。 在高频状况下，接地意味着为电流流回源提供一条低阻抗路径。 1. 接地系统 悬浮地 悬浮地是指设备的地线在电气上与参考地以及其他导体相对绝缘，即设备悬浮地。 另一种情况是在有些电子产品中，为防止机箱上的骚扰电流直接耦合到信号电路，有意使信号地与机箱绝缘，即单元电路悬浮地。 悬浮地不宜用于一般的电子设备 单点接地 单点接地是为许多接在一起的设备提供共同参考点的方法。 多点接地

EMC 整改报告 一、 EMC 概述 1. EMC 设计主要针对 EMI+EMS ，常见的 EMI 测试包括电源线的传导骚扰（ CE ）和辐射发射（ RE ）测试， EMS 测试包括： ESD 、电源线的 EFT 、电源线的雷击和浪涌测试、电源线的抗扰度测试 ; 三要素是干扰源、耦合途径、敏感器件；主要对策：疏（滤波、接地）和堵（屏蔽） 2. 用高频的视角看问题 3. 所有信号都是从地流回去的 4. 共模干扰与差模干扰： 共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。共模干扰好比两个人同时向前或者向后推你，于此相对的差模干扰则是一前一后在拉你。 二、 EMC 测试模型： 1. 辐射发射测试： 一般都是先将水平和垂直做一遍测试，这时主要是测峰值，然后在针对峰值读点，读点测的是平均值，TUV等认证时也是读点； 2. 传导骚扰测试： 2.1 需要的仪器：接收机、 LISN 网络（三相、单相）、参考接地，一个重要的条件是一个 2m*2m 以上面积的参考地平面，并超出 EUT 边界至少 0.5m; 一般在屏蔽室内进行，如下图 2.2 电源口传导骚扰测试的拓扑图如下 , 此时构成了一个环路，成为了天线，此处应注意电源线和接地线之间的面积，并且尽量将 EUT 的接地线接到 LISN 上，而不要就近接到参考地金属板上（ 50R

电磁兼容学是一门综合性学科，它涉及的理论包括数学、电磁场理论、天线与电波传播、电路理论、信号分析、通讯理论、材料科学、生物医学等。 进行开关电源的电磁兼容性设计时，首先进行一个系统设计，明确以下几点： 明确系统要满足的电磁兼容标准； 确定系统内的关键电路部分，包括强干扰源电路、高度敏感电路； 明确电源设备工作环境中的电磁干扰源及敏感设备； 确定对电源设备所要采取的电磁兼容性措施。 一、DC/DC变换器内部噪声干扰源分析 1．二极管的反向恢复引起噪声干扰 在开关电源中常使用工频整流二极管、高频整流二极管、续流二极管等，由于这些二极管都工作在开关状态，如图所示，在二极管由阻断状态到导通工作过程中，将产生一个很高的电压尖峰VFP；在二极管由导通状态到阻断工作过程中，存在一个反向恢复时间trr，在反向恢复过程中，由于二极管封装电感及引线电感的存在，将产生一个反向电压尖峰VRP，由于少子的存储与复合效应，会产生瞬变的反向恢复电流IRP，这种快速的电流、电压突变是电磁干扰产生的根源。 电流电压波形图 二极管反向恢复时电流电压波形 二极管正向导通电流电压波形 2．开关管开关动作时产生电磁干扰 二极管反向恢复时电流电压波形 二极管正向导通电流电压波形 在正激式、推挽式、桥式变换器中，流过开关管的电流波形在阻性负载时近似矩形波，含有丰富的高频成分，这些高频谐波会产生很强的电磁干扰，在反激变换器中

EMC设计就看这四招 电磁干扰的主要方式是传导干扰、辐射干扰、共阻抗耦合和感应耦合。对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波，辐射干扰采用屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。本文从滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线技巧四个角度，介绍EMC的设计技巧。 一、EMC滤波设计技巧 EMC设计中的滤波器通常指由L，C构成的低通滤波器。滤波器结构的选择是由"最大不匹配原则"决定的。即在任何滤波器中，电容两端存在高阻抗，电感两端存在低阻抗。图1是利用最大不匹配原则得到的滤波器的结构与ZS和ZL的配合关系，每种情形给出了2种结构及相应的衰减斜率(n表示滤波器中电容元件和电感元件的总数)。 其中：l和r分别为引线的长度和半径。寄生电感会与电容产生串联谐振，即自谐振，在自谐振频率fo处，去耦电容呈现的阻抗最小，去耦效果最好。但对频率f高于f／o的噪声成份，去耦电容呈电感性，阻抗随频率的升高而变大，使去耦或旁路作用大大下降。实践中，应根据噪声的最高频率fmax来选择去耦电容的自谐振频率f0，最佳取值为fo=fmax。 去耦电容容量的选择 在数字系统中，去耦电容的容量通常按下式估算： 二、EMC接地设计 接地是最有效的抑制骚扰源的方法，可解决50%的EMC问题。系统基准地与大地相连，可抑制电磁骚扰。外壳金属件直接接大地

电磁兼容性（ EMC ）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。 EMC 包括 EMI （电磁干扰）及 EMS （电磁耐受性）两部分，所谓 EMI 电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而 EMS 乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。 目前许多国家都发布了自己的电磁兼容标准。 EMC 极其考验一个设计人员的经验与能力，如何去抑制电磁兼容问题呢？通过查找资料，我主要去了解了以下的三种与我们目前较为相关的抑制方法。 （ 1 ）接地 在电赛时 , 我们经常讨论的问题之一就是接地及接地方法了。尽管这个术语使用得如此自然 , 接地方法讨论了那么多情况，但是许多人不曾认真考虑其具体含义了 , 结果面对许多接地不当带来的问题不知所措。 接地的种类可分为安全接地和信号接地。安全接地又可分为设备安全接地、接零保护和防雷接地，信号接地又可分为单点接地、多点接地、混合接地和悬浮接地。 接地通常指这个电位参考点取大地，在实际系统中 , 常常用一个低阻抗的导体作为大地 , 如机壳。接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。 （ 2 ）滤波 滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰，为实现这两大功能而设计的网络都称为滤波器

当前，日益恶化的电磁环境，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，从设计开始，融入电磁兼容设计，使电子设备更可靠的工作。 电磁兼容设计主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。 电磁干扰的主要形式 电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统，影响系统工作，其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。 传导：传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较低的部分（低于30MHz）。在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。 辐射：通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较高的部分（高于30MHz）。辐射的途径通过空间传递，在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。 共阻抗耦合：当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。在电源线和接地导体上传导的骚扰电流，多以这种方式引入到敏感电路。 感应耦合：通过互感原理，将在一条回路里传输的电信号，感应到另一条回路对其造成干扰。分为电感应和磁感应两种。 对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波