EMC设计要点

pwm · 发表于 2014-6-10 08:49:19

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电子、电气产品电磁兼容性设计的目的，是使产品在预期的电磁环境中能正常工作、无性能降低
或故障，并具有对电磁环境中的任何事物不构成电磁骚扰的能力。电磁兼容性设计的基本方法是指标分配和功能分块设计。也就是说，首先要根据有关标准和规范，
把整个产品的电磁兼容性指标要求，细分成产品级的、模块级的、电路级的、元器件级的指标要求；然后，按照各级要实现的功能要求和电磁兼容性指标要求，逐级
进行设计，采取一定的防护措施等。做好产品电磁兼容性设计应注意以下一些问题： 

 
一、尽早进行电磁兼容性设计 

 
    经验证明，如果在产品开发阶段解决兼容性问题所需费用为1，那么，等到定型后再想办法解决，费用将增加
10倍；若到批量生产后再解决，费用将增加100倍；若到用户发现问题后才解决，费用可能到达1000倍。这就是说如果在产品的开发阶段，同时进行电磁兼
容性设计，就可以把80％—90％的电磁兼容性问题解决在产品定型之前。那种不顾电磁兼容性，只按常规进行产品设计，然后对样品进行电磁兼容性技术测试，
发现问题再进行补救的做法，非但在技术上会造成很大问题，而且还会造成人力、财力的极大浪费，这是—种非常冒险的做法。所以，对于任何一种产品，尽早进行
电磁兼容性设计都是非常必要的。 

 二、有源器件选择与电子电路分析 
 
    在完成产品的电路功能设计后，应对各有
源器件和电子电路进行仔细分析，特别注意分析那些容易产生骚扰或容易受到骚扰的器件和电路。一般来说，高速逻辑电路、高速时钟电路、视频电路和一些含有电
接点的电器等，都是潜在的电磁骚扰源，这些电路以及微处理器、低电平模拟电路等也很容易被骚扰而产生误动作；组合逻辑电路、线性电源及功率放大器等，则不
易受到骚扰的影响。 

 
    模拟电路具有一定的接收频带宽度，如果电磁骚扰的有效频带全部或部分地落在模拟电路的接收带宽内，则骚
扰就被接收并迭加在有用信号上，与之一起进入模拟电路，当骚扰与有用信号相比足够大时、就会影响设备的正常工作。一些频带宽度达几兆赫的视频电路通常还同
时成为骚扰源；模拟电路的高频振荡也将成为骚扰源，因此要正确选择相位和反馈，以避免振荡。 

 
    数字电路工作在脉冲状态，其高频分量可延伸到数百兆赫以上。另一方面，外来骚扰脉冲很容易使数字电路误
触发。所以，数字电路既是骚扰源，又容易受到骚扰。选用较低的脉冲重复频率和较慢的上升／下降沿，将降低数字电路产生的电磁骚扰。由于只有当骚扰脉冲的强
度超过一定容许程度后，才能使数字电路误触发，这种“容许程度”
就是敏感度门限，包括直流噪声容限、交流噪声容限和噪声能量容限。CMOS和HTL电路具有效高的噪声容限，应优选使用。 

 
    在对有源器件技电磁骚扰发射特性和敏感特性进行筛选，并对电子电路进行改进后，应对骚扰源电路，易受骚扰影响的电路进行分类和集中，以减小相互影响和便于采取防护措施。 

 
三、印制电路板设计 

 
    数字电路是一种最常见的宽带骚扰源，而瞬态地电流和瞬态负载电流是传导骚扰和辐射骚扰的初始源，必须通过印制电路板设计予以减小。 

 
    当数字电路工作时，其内部的门电路将发生高低电压之间的转换，在转换的过程中，随着导通和截止状态的变
换，会有电流从电源流入电路，或从电路流入地线，从而使电源线或地线上的电流产生不平衡而发生变化，这就是瞬态地电流，亦称ΔI噪声电流。由于电源线和地
线存在一定电阻和电感，其阻抗是不可忽略的，ΔI噪声电流将通过阻抗引发电源电压的波动，即ΔI噪声电压，严重时将干扰其它电路或芯片的工作。
   
为此，应尽量减小印制板地线和电源线的引线电感，如果使用多层板中的一层作为电源层，另选合适的一层作为接地层，ΔI噪声电压将减至最小。例如，当脉冲电
流的变化为30mA，前后沿为3ns，则噪声带宽可达100MHz，对于长为100mm，宽为1mm，厚为0.03mm的地线，其阻抗可达
72.5Ω，ΔI限声电压为2.1V；若采用多层板的接地层，阻抗仅为3.72mΩ，ΔI噪声电压可降至100μV，对其它电路或芯片的工作几乎不发生影
响。当然，如果在印制板上安装去耦电容来提供一个电流源，以补偿数字电路工作时所产生的ΔI噪声电流，将会取得更好的效果。 

 
    瞬态负载电流是由于门电路驱动线对地电容和门电路输入电容在数字电路转换时所产生的瞬变电流。驱动线对地电容在单面板条件下为0.1pF～0.3pF／cm，多层板为0.3pF～lpF／cm。 

 
    瞬态负载电流与瞬态地电流复合后构成传导骚扰和辐射骚扰。所以应尽量缩短驱动线的长度和选用单门输入电容小的门电路。 

 
    为了控制印制电路板的差模辐射，还应将信号和回线紧靠在一起，减小信号路径形成的环路面积。因为信号环路的作用就相当于辐射或接收磁场的环天线。共模辐射是由于接地面存在地电位造成的，这个地电位就是共模电压。当连接外部电缆时，电缆被共模电压激励形成共模辐射。
   
控制共模辐射，首先要减小共模电压，例如采用地线网络或接地平面，合理选择接地点；其次可采用板上滤波器或滤波器连接器滤除共模电流；也可以采用屏蔽电缆
抑制共模辐射，但应注意使屏蔽层与屏蔽机箱构成完全的屏蔽体，才能取得较好的效果。当然，降低信号频率和电平也是减小辐射的重要措施。为了减小印制板导线
的辐射，设计时还应满足20H准则，这里，H是双面板的厚度，即元件面应比接地面缩小20H宽度，避免因边缘效应引起的辐射。高频或高速电路还应满足2W
准则，这里，W是印制板导线的宽度，即导线间距不小于两倍导线宽度，以减小串扰。此外，导线应短、宽、均匀、直，如遇转弯，应采用45°角，导线宽度不要
突变，不要突然拐角。 

 
    应当注意，单面板虽然制造简单、装配方便，但只适用于一般电路要求，不适用于高组装密度或复杂电路的场
合；而双面板适用于只要求中等组装密度的场合。因此应当优选多层板，并将数字电路和模拟电路分别安排在不同层内，电源层应靠近接地层，骚扰源应单独安排一
层，并远离敏感电路，高速、高频器件应靠近印制板连接器。 

 
    有源器件选择与电子电路分析以及印刷电路板设计，是使产品达到电磁兼容性指标要求的关键，必须予以足够的重视。完成印制电路板设计后，应使得板上各部分电路都能正常工作．相互之间不会产生骚扰，并能减小电磁骚扰发射，提高抗扰性。 

 
四、地线设计 
 
    地线设计是最重要的设计，往往也是难度最大的一项设计。“地线”可以定义为信号流回源的低阻抗路径，它
可以是专用的回线，也可以是接地平面，有时也可以采用产品的金属外壳。理想的“地”
应是零电阻的实体，各接地点之间没有电位差。但在实际产品内，这种“地”是不存在的，任何“地”或“地线”既有电阻又有电扰，当有电流通过时，必然产生压
降，使地线上的电位如同大海中的波浪一样，此起彼伏，并非处是零电位，两个不同的接地点之间就存在地电压。因此，当电路多点接地、并且电路间有信号联系
时，就将构成地环路干扰电压，并在信号连线中产生共模电流，叠加在有用信号上一起加到负载端，由于电路的不平衡性，每根连线上的电流不同，还会转换成差模
干扰电压，对电路造成干扰。
   
为了减小地环路干扰，一般可采用切断地环路的方法。例如，将一则电路板的信号地线与机壳地绝缘，形成浮地。但这样做仅在低频时有效，当频率较高时，电路板
与机壳之间的分布电容仍有可能构成地环路。此外，可以用平衡电路代替不平衡电路，使电路间信号连线上的共模电流相等，而不会转换成差模干扰电压。也可以在
两个电路之间插入隔离变压器、共模扼流圈或光电耦合器等，均可取得一定效果。目前流行的方法是在屏蔽机壳上安装滤波器连接器，由于它的每根插针或每个插扎
上都装有一个低通滤波器，可以有效地滤除因地环路干扰引起的高频共模电流。此外，在两个电路之间的连线或电缆上套以铁氧体磁环，也可以有效地滤除高频共模
干扰。 

 
    大型复杂的产品中往往包含多种电子电路以及各种电机、电器等骚扰源，这时地线设计需按以下步骤进行： 

    1．分析产品内各电路单元的工作电平、信号类型等骚扰特性和抗骚扰能力； 

    2．将地线分类，例如分为信号地线、骚扰源地线、机壳地线等，信号地线还可分为模拟地线和数字地线等； 

    3．画出总体布局图和地线系统图。 

 
五、综合使用接地、屏蔽、滤波等措施 

 
    要有效地抑制电磁骚扰，必须综合使用接地、屏蔽、滤波等措施。 

 
    静电屏蔽的必要条件是屏蔽体接地。为了同时屏蔽磁场和高频电场，当然，也应将屏蔽体接地。而电磁屏蔽则是用屏蔽体阻止电磁波在空间传播的一种措施，为了避免因电磁感应引起屏蔽效能下降，屏蔽体也应接地。同时，为了避免地电压在屏蔽体内造成干扰，还应当单点接地。 

 
    屏蔽电缆是在绝缘导线外面再包一层金属薄膜，即屏蔽层。屏蔽层的屏蔽效能主要不是因反射和吸收所得到
的，而是由屏蔽层接地所产生的。也就是说，屏蔽电缆的屏蔽层只有在接地以后才能起到屏蔽作用。例如，骚扰源电路的导线对敏感电路的单芯屏蔽线的骚扰，是通
过骚扰源导线与单芯屏蔽线屏蔽层间的耦合电容，以及屏蔽层与芯线间的耦合电容实现的。如果把屏蔽层接地，则骚扰被短路至地，不能再耦合到芯线上，屏蔽层起
到了屏蔽作用。但电缆用于磁场屏蔽时则要求屏蔽层两端接地。
   
对于低频电路，可单端接地，例如，不接地的信号源通过电缆与公共端接地的放大器相连，则电缆屏蔽层应接在该公共端；当信号源公共端接地，放大器不接地时，
屏蔽层应接信号源公共端。对于高频电路，应双端接地，而且当电缆长于1／20波长时，应每隔1／10波长距离接一次地。屏蔽层接地的方法是使屏蔽层与连接
器屏蔽外壳呈360度良好焊接，避免“辫接”；电缆芯线和连接器插针或插孔焊接；同时，将连线器屏蔽外壳与屏蔽机壳严密相连，使屏蔽电缆成为屏蔽机箱的延
伸，才能取得良好的屏蔽效果。由此可见，屏蔽与接地是有密切关系的。 

 
    我们知道，电磁骚扰入侵屏蔽体的主要途径是I／O接口和电源线输入口。实际上，屏蔽体内部的电磁骚扰可
以耦合到连接I／O接口的导线或电缆以及电源线上，并产生骚扰电流，传导到屏蔽体外，造成传导骚扰和辐射骚扰；同样，外界电磁骚扰也可以通过连接到I／O
接口的导线或电缆以及电源线传导进入屏蔽体，或通过电磁感应产生骚扰电流进入屏蔽体，同时又对屏蔽体内造成辐射骚扰。为了抑制骚扰电流流入或流出，位屏蔽
体保持较高的屏蔽效能，可以在I／O接口和电源线输入口分别采用滤波器连接器或馈通滤波器。
<div>   
此外，屏蔽体上安装的蜂窝状通风板是由截止波导管组成的高通滤波器，当面板上需要穿过可调器件的非金属轴杆时，也可以将轴杆穿过截止波导管。用导电玻璃制成的屏蔽视窗，实质上也是高通滤波器。由此可见，为了保证屏蔽效能，屏蔽与滤波是密切相关的。 

 
    除了特别说明允许不接地的滤波器外，各类滤波器都必须接地。因为滤波器中的共模旁路电容只在接地时才能
有作用。特别是л型滤波器，当接地不良时，等于将电容和电感并联，完全失去了滤波作用。此外，安装滤波器时，还应借助于屏蔽，将输入端和输出端完全隔离，
才能发挥滤波器的抑制作用。所以滤波与接地、屏蔽都有密切的关系。 

 
    产品的电磁兼容性设计从表面上看好象很复杂，不知从何下手。但如果能注意以上几个问题，正确运用防护措施，任何复杂的电磁兼容性设计难题都是可以迎刃而解的。</div>
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<h1 class="aTitle">电子产品电磁兼容性学习问答</h1>
<div style="padding: 0px 10px; display: block;" id="BodyLabel" class="content">
1. 为什么要对产品做电磁兼容设计？ 
    答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。 

 
2. 对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？ 
    答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构、信号线/电源线滤波、电路的接地方式设计。 

 
3.
在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？10V是多少dBV？ 

    答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB就是用对数表示时的单位，10V是20dBV。 

 
4. 为什么频谱分析仪不能观测静电放电等瞬态干扰？ 
    答：因为频谱分析仪是一种窄带扫频接收机，它在某一时刻仅接收某个频率范围内的能量。而静电放电等瞬态干扰是一种脉冲干扰，其频谱范围很宽，但时间很短，这样频谱分析仪在瞬态干扰发生时观察到的仅是其总能量的一小部分，不能反映实际的干扰情况。 

 
5.
在现场进行电磁干扰问题诊断时，往往需要使用近场探头和频谱分析仪，怎样用同轴电缆制作一个简易的近场探头？ 

    答：将同轴电缆的外层（屏蔽层）剥开，使芯线暴露出来，将芯线绕成一个直径1~2厘米小环（1~3匝），焊接在外层上。 

 
6.
一台设备，原来的电磁辐射发射强度是300V/m，加上屏蔽箱后，辐射发射降为3V/m，这个机箱的屏蔽效能是多少dB？ 

    答：这个机箱的屏蔽效能应为40dB。 

 
7. 设计屏蔽机箱时，根据哪些因素选择屏蔽材料？ 
    答：从电磁屏蔽的角度考虑，主要要考虑所屏蔽的电场波的种类。对于电场波、平面波或频率较高的磁场波，一般金属都可以满足要求，对于低频磁场波，要使用导磁率较高的材料。 

 
8.
机箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料的影响以外，还受什么因素的影响？ 
    答：受两个因素的影响，一是机箱上的导电不连续点，例如孔洞、缝隙等；另一个是穿过屏蔽箱的导线，如信号电缆、电源线等。 

 
9. 屏蔽磁场辐射源时要注意什么问题？ 
    答：由于磁场波的波阻抗很低，因此反射损耗很小，而主要靠吸收损耗达到屏蔽的目的。因此要选择导磁率较高的屏蔽材料。另外，在做结构设计时，要使屏蔽层尽量远离辐射源（以增加反射损耗），尽量避免孔洞、缝隙等靠近辐射源。 

 
10.
在设计屏蔽结构时，有一个原则是：尽量使机箱内的电缆远离缝隙和孔洞，为什么？ 

    答：由于电缆近旁总是存在磁场，而磁场很容易从孔洞泄漏（与磁场的频率无关）。因此，当电缆距离缝隙和孔洞很近时，就会发生磁场泄漏，降低总体屏蔽效能。 

 
11.
测量人体的生物磁信息是一种新的医疗诊断方法，这种生物磁的测量必须在磁场屏蔽室中进行，这个屏蔽室必须能屏蔽从静磁场到1GHz的交变电磁场，请提出这个屏蔽室的设计方案。 

    答：首先考虑屏蔽材料的选择问题，由于要屏蔽频率很低的磁场，因此要使用高导磁率的材料，比如坡莫合
金。由于坡莫合金经过加工后，导磁率会降低，必须进行热处理。因此，屏蔽室要作成拼装式的，由板材拼装而成。事先将各块板材按照设计加工好，然后进行热处
理，运输到现场，十分小心的进行安装。每块板材的结合处要重叠起来，以便形成连续的磁通路。这样构成的屏蔽室能够对低频磁场有较好的屏蔽效能，但缝隙会产
生高频泄漏。为了弥补这个不足，在坡莫合金屏蔽室的外层用铝板焊接成第二层屏蔽，对高频电磁场起到屏蔽作用。 

 
12.
什么是截止波导板（蜂窝板），什么场合使用，使用时要注意什么问题？ 

    答：由许多截止波导管组成的阵列板，需要较高的屏蔽效能和通风量时使用，使用时要注意蜂窝板与机箱之间要使用电磁密封衬垫安装，或焊接起来。 

 
13.
有一台塑料机壳的设备，电磁辐射超标，为了使其满足电磁兼容标准的要求，开发人员在机壳内部用导电漆喷涂，结果没有明显改善，请分析可能会是什么原因。 

    答：原来的塑料机箱上孔洞过多、过大，产生严重的泄漏，也可能是缝隙不严（可能是接触不紧，也可能是在结合处没有喷导电漆），产生泄漏。另外，原来机箱上的电缆（信号线、电源线）一般没有良好的滤波措施，这些电缆造成机箱泄漏。 

 
14. 透明屏蔽窗有哪几种，使用时要注意什么问题？ 
    答：有玻璃夹金属网构成的屏蔽窗和在玻璃上镀上很薄的金属膜构成的屏蔽窗两种。在使用时，要注意金属网或导电镀膜一定要与屏蔽机箱的基体导电性紧密接触。 

 
15.
在CRT显示器的屏幕上使用金属网夹层的屏蔽玻璃时，会有令人讨厌的条纹，怎样减小这种现象？ 

    答：将丝网的方向旋转一下，使纬线与显象管的扫描线之间形成15~20度夹角。 

 
16.
电磁密封衬垫的两个关键特性是什么？列出尽可能多的电磁密封衬垫种类，并说明各种产品的适用场合。 

    答：电磁密封衬垫必须具备的两个特性是弹性和导电性。常用电磁密封衬垫的种类有：指形簧片、金属网衬
垫、导电橡胶、导电布包裹发泡橡胶、螺旋管等，除了有切向滑动接触的场合外，避免使用指形簧片，有环境密封要求时，使用导电橡胶，其它场合可使用导电布衬
垫，需要屏蔽的频率不高时，也可用丝网衬垫，能够确保不会过量压缩时，可使用螺旋管。 

 
17. 使用电磁密封衬垫时要注意什么问题？ 
    答：面板的厚度适当，防止在衬垫的反弹力作用下发生形变，造成更大的缝隙，面板厚度较薄时，紧固螺钉的间隔要较小。设置限位结构，防止过量压缩，选择适当的金属材料，减小电化学腐蚀。 

 
18.
一个屏蔽机箱上，必须要穿过一根金属杆，怎样处理才不会破坏机箱的屏蔽效能？ 

    答：将金属杆的周围通过铍铜簧片与屏蔽基体可靠地搭接起来。 

 
19.
电源线滤波器主要起什么作用，选型时主要考虑哪些参数，使用电源线滤波器时要注意什么问题？ 

    答：电源线滤波器的作用是抑制传导发射电流沿着电源线传播。选型时要考虑插入损耗（共模和差模）、额定电流、电压、有效的频率范围等参数，使用时要注意安装方法，必须射频接地良好，输入输出隔离、防止滤波过的导线部分再次污染。 

 
20. 为什么电源线滤波器的高频滤波特性十分重要？ 
    答：如果高频特性不好，会导致设备的辐射发射超标或对脉冲性干扰敏感。 

 
21.
进行结构电磁兼容设计时，有一个原则是：经过滤波的电源线要尽量远离各种信号电缆，这是为什么？ 

    答：如果电源线与信号电缆靠得很近，信号电缆上的高频信号会耦合到电源线上（特别是已经滤波过的部分），造成电源线上的传导发射超标。 

 
22. 为什么选用电源线滤波器时，不能一味追求体积小巧？ 
    答：滤波器的体积主要由滤波器电路中的电感决定，较小的滤波器内的电感体积必须较小，这样电感量可能较小，会导致滤波器的低频滤波性能较差。另外，滤波器的体积较小，必须要求内部器件相互靠得很近，这样会降低滤波器的高频性能。 

 
23.
什么叫滤波器的插入损耗，用什么方法测量滤波器的插入损耗可以得到最保险的结果？ 

    答：由于滤波器接入电路产生的电流、电压损耗叫做滤波器的插入损耗，干扰滤波器应对干扰频率的信号有尽量大的插入损耗。测量滤波器的插入损耗应采用源和负载阻抗的比值为0.1:100（或反过来）的条件来测，这时可以得到最坏条件下的结果，也就是最保险的结果。 

 
24.
一般而言，交流线滤波器可以用在直流的场合，但是直流线滤波器绝对不能用在交流的场合，这是为什么？ 

    答：直流滤波器中使用的旁路电容是直流电容，用在交流条件下可能会发生过热而损坏，如果直流电容的耐压较低，还会被击穿而损坏。即使不会发生这两种情况，一般直流滤波器中的共模旁路电容的容量较大，用在交流的场合会发生过大的漏电流，违反安全标准的规定。 

 
25.
信号线滤波器主要起什么作用，从安装方式上讲有哪些种类，怎样确定使用什么安装方式的信号滤波器？ 

    答：减小信号线上不必要的高频成分（主要是共模的），从而减小电缆的电磁辐射，或防止电缆作为天线接收空间电磁干扰，并传导进机箱。有线路板上安装和面板上安装两种方式，需要滤波的频率较低时使用线路板上安装的结构，需要滤波的频率较高时，使用面板上安装的结构。 

 
26.
某根信号线上传输的信号最高频率为30MHz，测量表明，这根导线上有120MHz的共模干扰电流，用共模辐射公式预测，只要将这个共模电流抑制30dB，就可以满足电磁兼容标准的要求，需要几阶的低通滤波电路？ 

    答：按照题意，低通滤波器的截止频率为30MHz，而在120MHz的插入损耗要大于30dB。由于N
阶滤波器的插入损耗增加速率为每倍频程6N（dB），30MHz至120MHz为两个倍频程，因此，N阶滤波器的截止频率若在30MHz，则在
120MHz时插入损耗为程12N（dB）。若要使程12N
> 30，则可取N=3，即低通滤波器的阶数至少为3。 
 
27. 三端电容器为什么更适合于干扰滤波？ 
    答：电磁干扰的频率往往很高，因此干扰滤波器的高频特性至关重要，三端电容巧妙地利用一个电极上的两根引线电感构成了T型低通滤波器，而消除了传统电容器中引线电感的不良影响，提高了高频滤波特性，因此三端电容器更适合于干扰滤波。 

 
28. 为什么说穿心电容是干扰滤波的理想器件？ 
    答：穿心电容是一种三端电容，但与普通的三端电容相比，由于它直接安装在金属面板上，因此它的接地电感更小，几乎没有引线电感的影响，另外，它的输入输出端被金属板隔离，消除了高频耦合，这两个特点决定了穿心电容具有接近理想电容的滤波效果。 

 
29.
电磁干扰抑制用的磁芯与传统上用做电感的磁芯有什么不同，当将两者用错时，会发生什么现象？ 

    答：传统上用做电感磁芯的材料具有很小的损耗，用这种磁芯作成的电感损耗很小。而电磁干扰抑制用的磁芯
损耗很大，用这种磁芯制作的电感具有很大的损耗，其特性更接近电阻。当将两者用错时，均达不到预期的目的。如果将电磁干扰抑制用的磁芯用在普通电感上，电
感的Q值很低，会使谐振电路达不到要求，或对需要传输的信号损耗过大。如果将普通制作电感用的磁芯用在电磁干扰抑制的场合，则由于电感与电路中的寄生电容
会发生谐振，可能使某个频率上的干扰增强。 

 
30.
若一个旁路滤波电容的容量为470pf，两根引线的长度均为2mm，这个电容在什么频率上滤波效果最好（提示：引线的电感按1nH/mm估算）？ 

    答：当电容发生串联谐振时，其阻抗最小，具有最好的滤波效果。这个电容的谐振频率为
f = 1/ [ 2? ( L C ) 1/2 ] = 1/ [ 2 ? 3.14 ? ( 4 ? 10-9 ? 470 ?
10-12 ) 1/2 ] = 116MHz 因此，这个电容
在116MHz的频率处滤波效果最好。 
 
31.
用在外拖电缆上的信号线滤波器额定工作电压为什么最好大于200V（尽管一般电缆中传送的信号电压仅几V或十几V）？ 

    答：因为外拖电缆上会受到幅度很高的浪涌、静电放电等瞬间高压干扰的冲击，滤波电容的耐压要能够承受这些高压的冲击。 

 
32. 什么是共模扼流圈，怎样绕制？ 
    答：仅对共模电流有电感作用的扼流圈称为共模扼流圈。共模扼流圈的绕法是使两根导线上的差模电流在磁芯中产生的磁力线方向相反，从而能够相互抵消。当电压较高时，去线和回线要分开绕，以保证足够的绝缘电压。当电压较低时，可以双线并绕。 

 
33.
当设备电磁辐射超标时，我们往往在电缆上套一个铁氧体磁环。如果一台设备的电磁辐射超标，我们    在设备的一根电缆上套上一个铁氧体磁环后，发现并没有什么改善，这说明什么问题，应当怎样处理？ 

答：有两种可能，一种是原来的共模回路阻抗较高，共模扼流圈加入后所增加的阻抗与原来的回路阻抗相比很小，因此扼流圈的作用实际很小。
另一种可能性是系统中还有其它辐射源，这根电缆的辐射减小量以分贝表示时其数值很小。如果属于前一种情况，可以在电缆端口上使用旁路电容，减小共模回路阻抗，如果属于第二种原因，则需要检查其它辐射源。 

 
34.
当穿过面板的导线很多时，往往使用滤波连接器或滤波阵列板，在安装滤波连接器或滤波阵列板时要注意什么问题？ 

    答：要在滤波连接器或滤波阵列板与机箱面板之间安装电磁密封衬垫或用导电胶带将缝隙粘起来，防止缝隙处的电磁泄漏。 

 
35. 在进行电磁干扰问题分析时，往往用什么定义来描述地线？ 
    答：将地线定义为信号的回流线。 

 
36. 导致地线干扰问题的根本原因是什么？ 
    答：地线的阻抗是导致地线问题的根本原因，由于地线阻抗的存在，当地线上流过电流时，就会产生电压，形成电位差，而我们在设计电路时，是假设地线上各点电位是相同的，地线电位是整个系统工作的参考电位，实际地线电位与假设条件的不同导致了各种各样的地线问题。 

 
37. 为什么在有些进口样机中看到有些地线通过电容或电感接地？ 
    答：为了使地线系统对于不同频率的信号呈现不同的地线结构。 

 
38. 列出尽可能多的降低地线射频阻抗的方法。 
    答：尽量使用表面积大的导体，以减小高频电流的电阻；尽量使导体短些，以减小电阻和电感；在导体表面镀银，减小表面电阻；多根导体并联，减小电感。 

 
39. 什么是搭接，举出几种搭接的方法。 
    答：金属构件之间的低阻抗（射频）连接称为搭接，搭接的方式有焊接、铆接、螺钉连接、电磁密封衬垫连接等。 

 
40. 怎样防止搭接点出现电化学腐蚀现象？ 
    答：选择电化学电位接近的金属，或对接触的局部进行环境密封，隔绝电解液。 

 
41.
电路或线路板电磁兼容性设计时要特别注意关键信号的处理，这里的关键信号指那些信号？ 

    答：从电磁发射的角度考虑，关键信号线指周期性信号，如本振信号、时钟信号、地址低位信号等；从敏感度的角度考虑，关键信号指对外界电磁干扰很敏感的信号，如低电平模拟信号。 

 
42.
为什么数字电路的地线和电源线上经常会有很大的噪声电压？怎样减小这些噪声电压？ 

    答：数字电路工作时会瞬间吸取很大的电流，这些瞬变电流流过电源线和地线时，由于电源线和地线电感的存
在，会产生较大的反冲电压，这就是观察到的噪声电压。减小这些噪声电压的方法一是减小电源线和地线的电感，如使用网格地、地线面、电源线面等，另一个方法
是在电源线上使用适当的解耦电容（储能电容）。 

 
43.
在实践中，常见到将多股导线绞起来作为高频导体，据说这样可以减小导线的射频阻抗，这是为什么？ 

    答：这样增加了导线的表面积，从而减小了高频电阻。 

 
44. 为什么自动布线软件完成的线路板往往辐射较强？ 
    答：自动布线软件一般不能够保证周期性信号具有较小的回路面积，因此会产生较强的辐射。 

 
45. 减小线路板电磁辐射的主要措施是什么？ 
    答：使容易产生辐射的信号（周期性信号）具有最小的回路面积。如果线路板上有外拖电缆，辐射较强的电路远离输入/输出电路，在输入输出电路的位置设置“干净地”以减小电缆上的共模电压。 

 
46. 怎样从选器件方面减小电磁辐射？ 
    答：选择功耗低、上升/下降沿尽量缓、集成度尽量高的芯片。 

 
47.
在使用多层板布线时，为了避免数字电路地线与模拟电路地线相互干扰，用两层地线面分别做数字地和模拟地，可以吗？为什么？ 

    答：不可以，两层地线之间的寄生电容较大，会发生严重的串扰。 

 
48.
为什么在进行线路板布局时，要使高频电路尽量远离I/O电缆接口？ 
    答：防止高频信号耦合到电缆上，形成共模电压（电流），产生较强的共模辐射。 

 
49. 在数字电路的线路板上安装电源解耦电容时要注意什么问题？ 
    答：解耦电容与芯片电源引脚和地线引脚形成的回路面积要尽量小。 

 
50.
两个屏蔽机箱之间的互联电缆是辐射的主要原因，为了减小电缆的辐射，往往使用屏蔽电缆。屏蔽电缆要有效地抑制其电磁辐射必须满足什么条件？ 

    答：电缆的屏蔽层与屏蔽机箱之间360?搭接，使其满足哑铃模型的要求。 

 
51.
铁氧体磁环是抑制电缆共模辐射的有效器件，在使用时要注意什么问题？ 

    答：首先要选择抑制电磁干扰用的铁氧体材料，其次，磁环的内径要尽量小，紧紧包住电缆，铁氧体磁环的外径和长度尽量大（在满足空间要求的条件下）。将电缆在磁环上绕多匝，可以提高低频的效果，但高频的效果会变差。铁氧体磁环的安装位置要靠近电缆的两端。 

 
52. 使用双绞线提高对磁场的抗扰度时，要注意什么问题？ 
    答：双绞线两端所连接的电路不能同时接地，为信号回流提供第二条路径，最好是平衡电路。 

 
53.
如果电感性负载的通断是由机械开关控制的，那么当开关闭合或断开时，会在开关触点上产生电弧放电和电磁干扰。这种干扰是开关闭合时严重，还是断开时严重？ 

    答：断开时严重。 

 
54. 瞬态干扰抑制器件为什么不能代替滤波器，防止电路工作异常？ 
    答：瞬态干扰抑制器件只是将幅度很高的脉冲电压顶部削去，残留的仍是一个脉冲干扰电压，只是幅度低些，其中包含了大量的高频成分，会对电路造成影响，因此不能代替滤波器防止电路工作异常。 

 
55. 安装瞬态抑制器件时，要注意什么问题？ 
    答：保证流过瞬态抑制器件的电流路径具有最小的阻抗，因此这个路径上的导线要尽量短，旁路电容的安装原则同样适合于瞬态抑制器件的安装。 

 
56. 描述静电放电对电路造成影响的机理。 
    答：双绞静电放电对电路造成的影响有两个机理，一个是静电放电电流直接流进电路，对电路的工作，乃至损坏电路硬件；另一个是静电放电路径附近产生很强的电磁场，对电路造成影响。 

 
57.
为什么当机箱不是连续导电时，在做静电放电试验时往往会出问题？ 
    答：当机箱上有导电不连续点时，会迫使电流寻找另外的泄放路径，这条路径也可能是电路本身，从而使静电放电电流流进电路，产生不良影响；另外，当静电放电电流流过导电不连续点时，会在这个局部产生较强的电磁辐射，对电路的正常工作产生影响。 

 
58.
为什么一个设备如果抗射频干扰能力强，则一般抗静电放电能力也强？ 

    答：因为静电放电产生的也是一种高频电磁场。</div>
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