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标题: 【转帖】EMI/EMC设计经典85问（2） [打印本页]

作者: xvnkhfs 时间: 2013-7-17 12:49
标题: 【转帖】EMI/EMC设计经典85问（2）
41、在设计PCB板时，有如下两个叠层方案：叠层1 》信号》地》信号》电源＋1.5V 》信号》电源＋2.5V 》信号》电源＋1.25V 》电源＋1.2V 》信号》电源＋3.3V 》信号》电源＋1.8V 》信号》地》信号叠层2 》信号》地》信号》电源＋1.5V 》信号》地》信号》电源＋1.25V +1.8V 》电源＋2.5V +1.2V 》信号》地》信号》电源＋3.3V 》信号》地》信号哪一种叠层顺序比较优选？对于叠层2，中间的两个分割电源层是否会对相邻的信号层产生影响？这两个信号层已经有地平面给信号作为回流路径。

答：应该说两种层叠各有好处。第一种保证了平面层的完整，第二种增加了地层数目，有效降低了电源平面的阻抗，对抑制系统EMI有好处。理论上讲，电源平面和地平面对于交流信号是等效的。但实际上，地平面具有比电源平面更好的交流阻抗，信号优选地平面作为回流平面。但是由于层叠厚度因素的影响，例如信号和电源层间介质厚度小于与地之间的介质厚度，第二种层叠中跨分割的信号同样在电源分隔处存在信号回流不完整的问题。

42、在使用protel 99se软件设计PCB时，处理器的是89C51，晶振12MHZ 系统中还有一个40KHZ的超声波信号和800hz的音频信号，此时如何设计PCB才能提供高抗干扰能力?对于89C51等单片机而言，多大的信号的时候能够影响89C51的正常工作?除了拉大两者之间的距离之外，还有没有其它的技巧来提高系统抗干扰的能力?

答： PCB设计提供高抗干扰能力，当然需要尽量降低干扰源信号的信号变化沿速率，具体多高频率的信号，要看干扰信号是那种电平，PCB布线多长。除了拉开间距外，通过匹配或拓扑解决干扰信号的反射，过冲等问题，也可以有效降低信号干扰。

43、请问在PCB 布线中电源的分布和布线是否也需要象接地一样注意。若不注意会带来什么样的问题？会增加干扰么？

答：电源若作为平面层处理，其方式应该类似于地层的处理，当然，为了降低电源的共模辐射，建议内缩20倍的电源层距地层的高度。如果布线，建议走树状结构，注意避免电源环路问题。电源闭环会引起较大的共模辐射。

44、我做了个TFT LCD的显示屏，别人在做EMC测试时，干扰信号通过空间传导过来，导致屏幕显示的图象会晃动，幅度挺大的。谁能指点下，要怎么处理！是在几股信号线上加干扰脉冲群，具体是叫什么名字我也不太清楚，干扰信号通过信号线辐射出来的。

答：如果是单独的LCD，EMC测试中的脉冲群试验几乎是过不去的，特别是用耦合钳的时候，会够你受的了。如果是仪器中用到了LCD，就不难解决了，例如信号线的退耦处理，导电膏适当减小LCD入口的阻抗，屏表面加屏蔽导电丝网等。

45、前段时间EMC测试，GSM固定无线电话在100MHz-300MHz之间有辐射杂散现象。之后，公司寄给我两部喷有静电漆的屏蔽外壳话机，实验室不准换整部话机，我就把喷有铁磁性材料的静电漆的外壳换到了要修改测试的话机上。测试结果显示以前的杂散现象没有了，但是主频出现了问题，话机工作的主频是902MHz，但在905-910MHz之间又出现了几个频率，基本情况就是这样。修改过程中，我只换了外壳，电路板和其他硬件都没有做任何修改。

答：话机种类可以理解为：无线手机、无绳电话等等。需要明确一下：话机的类型、主机工作频率范围以及机壳静电喷涂材料的类型：如铁磁类或非铁磁类导电材料以及导电率等。

46、使用Protel Dxp实心敷铜时选pour over all same net objects有什么副作用？会不会引起干扰信号在整块板上乱窜，从而影响性能？我做的是一块低频的数据采集卡，这个问题可能不需要担心，但还是想搞清楚。

答1：对于模、数混合的PCB板，模、数、地建议分开，最后再同点接地，如用“瓷珠”或0欧电阻连接。高速的数据线最好有两根地线平行走，可以减少干扰。

答2：pour over all same net objects对信号的性能没有什么影响，只是对一些焊盘的焊接有影响，散热比较快。这样做对EMI应该是有好处的。增加焊盘与铜的接触面积。

答3：实心敷铜时选pour over all same net objects不会有副作用。应该选择为铺花焊盘而不是实心焊盘，因为实心焊盘散热快，可能导致回流焊时发生立碑的情况。

47、请问什么是磁珠，有什么用途？磁珠连接、电感连接或者0欧姆电阻连接又是什么？

答：磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。

磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDR SDRAM，RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过错50MHZ。

磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构（电路）中的RF噪声，RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信号，而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射（EMI）。要消除这些不需要的信号能量，使用片式磁珠扮演高频电阻的角色（衰减器），该器件允许直流信号通过，而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上，然而，低频信号也会受到片式磁珠的影响。

要正确的选择磁珠，必须注意以下几点：

1、不需要的信号的频率范围为多少;

2、噪声源是谁;

3、需要多大的噪声衰减;

4、环境条件是什么（温度，直流电压，结构强度）;

5、电路和负载阻抗是多少;

6、是否有空间在PCB板上放置磁珠;

前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要，即电阻，感抗和总阻抗。总阻抗通过ZR22πfL()2+:=fL来描述。通过这一曲线，选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。片式磁珠在过大的直流电压下，阻抗特性会受到影响，另外，如果工作温升过高，或者外部磁场过大，磁珠的阻抗都会受到不利的影响。使用片式磁珠和片式电感的原因：是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。

48、刚才是做硬件设计的工作。请教各位怎么样确定消除导线间串扰得电容容值。

答：在PCB布线时应该注意不要有太长的平行走线，尤其是高速或高摆幅信号。如果无法避免，其间保持足够的距离或者添加地线隔离。受体积限制和抗干扰要求高的部位可用金属屏蔽合隔离。

49、在实际做产品的时候发现了一个很头疼的问题。将开发的样机放在某个干扰很厉害的车上的时候，为了解决续流的问题，讲一个小电瓶并接在汽车的电源上（加了一个二极管防止小电瓶的电压被拉跨。）但是发现一旦与汽车的打铁地线一连接，终端就会被干扰。有好的建议吗？

答：这是很明显的EMC问题，车上电火花干扰，导致你的终端设备被干扰，这个干扰可能是辐射，也可能是传导到你的终端。

这个问题很多种原因：

1、接地问题，你的终端主板上地线的走线问题，布铜的情况

2、外壳的屏蔽问题，做好是金属外壳，将不是金属部分外壳用锡箔封上，可以一试

3、线路板的布局，电源部分和CPU部分尽量分开，电源部分走线要尽量粗，尽量短，布线规则很重要

4、线路板的层数比较重要，一般汽车上电子产品主板最好是至少4层板，两层板抗干扰可能较差

5、加磁环，你可以考虑在做试验时在电源线上套上磁环

当然可能还有很多别的解决方法，具体情况可能不一样，希望对你能够有所帮助

50、问在电路中，为什么在 SCL、SDA、AS都串联一个电阻，电阻的大小在电路中都会有什么影响？

答：上拉是增加抭干扰能力的，一般取值Vcc/1mA~10K；串联是阻尼用的，一般取33ohm~ 470ohm，即当信号线上的脉冲频率较高时将会从线的一端反射到另一端，这将可能影响数据及有EMI，加串一个电阻在线中间将可有效控制这种反射。

作者: xvnkhfs 时间: 2013-7-17 12:50
51、品在做CE/FCC测试时，如果在200MHz时辐射偏高，超过可接受的范围，应该怎么消除，磁珠应该怎么选择，另外晶振倍频部分的辐射应该如何去消除。

答：你谈到的问题实在是太简单，没有办法给与你一个非常准确的答复，不过根据我个人的经验，给点思考的方法。

如果你能肯定是倍频，则主要对产生倍频的器件进行进行处理，这应该是有目标的，在处理是可以直接试一试，将产生倍频的器件进行一个简单的屏蔽（只需要用可乐罐做个屏蔽罩，关键是要注意接地。）在进行测试看看辐射值是否降低，如果降低则明确辐射的来源，在专门对其进行屏蔽处理。如果没有变化，则应重点考虑一下，露在外面的传输线，如果传输线能接地一定要接地，最好能采用屏蔽线试一试，看看有没有变化，以确认是否与传输线有关。最后就是箱体本身的屏蔽问题，这个问题比较复杂，而且成本较高，是在没有办法的情况才考虑解决的方式。这几种方式都尝试后，辐射值应该会降低的。

52、最近在写一个2KW的吸尘器软件，功能是实现了，但过不了EMC。请指点下，软件上面采用哪种算法，可以过EMC! 功能简述如下：

1、软起动和软调速功能。(所谓软起动也就是电机慢慢的加速，速度不会突变)

2、可以调节电机的转速。

3、是用可控硅控制电机的。控制方式是对正弦波斩波。

在硬件方面，电路很简单，硬件处理EMC就只一个0.1uF的安规电容。

答：和硬件方面沟通，可能要多下功夫，单纯软件很难解决。

53、DECODER中的DA的转换频率从芯片里面顺电源和地辐射出来，为166M。我在电源上并了个1N ，或630P，或30P但都屡不掉。两层板，电源回路很短，请给点建议，并分析下滤不掉的原因。

答1：电源的质量差（负载能力），DA应该单独用一个电源。

答2：首先检查输出端接地是否良好，在将信号输出端口串BEAD试试。

答3：我认为你可以将其地用100M磁珠损号166M高频。

54、要做多路的温度采集，用的是K型热电偶，电源用电荷泵转换模块，信号调理部分想用AD620和OP07做二级放大，现在有几个地方不太有把握，请做过的帮忙！

一是电源，我现在用12v电瓶供电，用电荷泵转换成+/-12v，这样的电压有一定的纹波，对信号的采集比较不利，是否该直接用电瓶电压做成单电源的呢？

二是热电偶的两个信号端是否按AD620的数据手册上例子一样直接输入AD620的输入端即可，我看手册上还有EMI FILTER的部分，这部分对测量热电偶的情况应该怎么加进去呢？热电偶的冷端是该接地还是接一个稳定的电压呢？

三，因为我要求的温度涉及到零下，因此AD620输出后要分别经过同相放大和反相放大再送入A/D端口，我打算用OP07制作二级滤波，一级是无限增益滤波电路，二级是同相放大2倍和反相放大2倍的滤波电路，不知道这样可不可以？

答：如你的热电偶的冷端接地(许多设备热电偶一端已接地)，而且测温零度以下，你最好还是用+/-电源。这是通常的做法。电源的纹波要好，但不一定正负对称，你可再加稳定的LDO实现。低频滤波对结果很有影响，但一级滤波应能满足，EMI部分要看你的应用环境。对多路测温，你可将多路器放在放大之前以降低成本。多路器应要差分输入，热电偶输入导线也应是热电偶型的，挺贵的。

55、电磁兼容的一些基本问题：认证中经常遇到的一些EMC问题。

答：下面是总结出来的一些针对于电子产品中的部分问题。

一般电子产品都最容易出的问题有：RE--辐射，CE--传导，ESD--静电。

通讯类电子产品不光包括以上三项：RE，CE，ESD，还有Surge--浪涌（雷击，打雷）

医疗器械最容易出现的问题是：ESD--静电，EFT--瞬态脉冲抗干扰，CS--传导抗干扰，RS--辐射抗干扰

针对于北方干燥地区，产品的ESD--静电要求要很高。

针对于像四川和一些西南多雷地区，EFT防雷要求要很高。

56、请问怎样才能去除IC中的电磁干扰?

答：IC受到的电磁干扰，主要是来自静电（ESD）。解决IC免受ESD干扰，一方面在布板时候要考虑ESD（以及EMI）的问题，另一方面要考虑增加器件进行ESD保护。目前有两种器件：压敏电阻（Varistor）和瞬态电压抑制器TVS（Transient Voltage Suppressor）。前者由氧化锌构成，响应速度相对慢，电压抑制相对差，而且每受一次ESD冲击，就会老化，直到失效。而TVS是半导体制成，响应速度快，电压抑制好，可以无限次使用。从成本角度看，压敏电阻成本要比TVS低。

57、电磁干扰现象表现：尤其是GPS应用在PMP这种产品，功能是MP4、MP3、FM调频+GPS导航功能的手持车载两用的GPS终端产品，手持车载两用的GPS导航终端一定的有一个内置GPS Antenna，这样GPS Antenna与GPS终端产品上的MCU、SDROM、晶振等元器件很容易产生电磁干扰，致使GPS Antenna的收星能力下降很多，几乎没办法正常定位。不知道有没有GPS设计开发者遇到过这样的电磁干扰，然后采取有效的办法解决这样的电磁干扰，什么样的解决办法？？

答1：我觉得这个问题主要出在电路设计上，多半是电路的保护跟屏蔽做的不好，我现在的客户已经没有这方面的困惑了，他们现在有两部分电磁干扰现象，但基本都已经解决/ bluetooth的电磁干扰，2 遥控器的电磁干扰，解决办法:第1项我还没找到答案，第2项增大遥控器的有效距离到5M。

答2：各功能模块在PCB上的分布很重要，在PCB Layer之前要根据电流大小，各部分晶体频率，合理规划，然后各部分接地非常重要，此为解决共电源和地的干扰。根据实测，主要振荡源之间的空间距离对辐射影响很大，稍远离对干扰有明显降低，如空间不允许，有必要对其做局部屏蔽，但前提是在PCB同一块接地区内，然后对电源的出入口去耦，磁珠电容是不错的选择，蓝牙及GPS可印板电感。电源 DC/DC的转换频率选择也很重要，不要让倍频（多次谐波）与其他电路的频率（特别是接受）重合，有些DC/DC频率是固定的，加简单的滤波电路就可以。同频抑制是引起GPS接受和遥控接受灵敏度下降的主要原因。还有，接受电路的本振幅度要调的尽量小，否则会成为一个持续的干扰源。我们将蓝牙，GPS接受，另一个2.4GHz收发器，433M遥控接收均继承在一个盒子内，效果还不错，GPS接收灵敏度很高。

58、遇到一个单片机系统

1. 主控芯片摩托罗拉的MC908JL3

2. 8M陶瓷谐振

3. 电源采用连接线接入

现在是EMI中的传导电压在24M的位置单点超标0.8dB。请各位指点有没有什么好的方法抑制超标。列入加磁环、加Y2电容等。再有这个频率是传导范围还是辐射范围?

答：到底是EMI实验中24M超标还是做传导时24M超标，如果是前者的话就是辐射超标，若是后者则传导超标。

59、用双向可控硅控制直流电机的调速，但电机会干扰电源影响过零检则，造成不受控或速度妀变。请各位指教！

答1: 出现这中现象的可能性有：1、电机属于非阻性负载，所以电路中产生相位移动，导致控制不准；可以加电容过滤；2、一般双向可控硅控制大功率或大电流负载，采用过零导通，而不是调相，可减少EMC的影响。

答2:流移相调速很常用的，如果过零检测的硬件部分没问题的话，就要仔细改进软件的处理方式了，在一个周期内(50Hz 20mS)要处理两次可控硅的导通，检测到过零后的延迟输出时间决定你的移相角度，

60、请问那位大侠做过V.35、E1、G.703（64K）、继电器接口的EMC设计？能否给点建议？

主要要过下面几个标准：

GB/T 17626.12（IEC61000-4-12）电磁兼容试验和测量技术振荡波抗干扰度试验

GB/T17626.2（IEC61000-4-2）电磁兼容试验和测量技术静电放电抗干扰度试验

GB/T 17626.3（IEC61000-4-3）电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗干扰度测试

GB/T 17626.4（IEC61000-4-4）电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗干扰度试验

GB/T 17626.5（IEC61000-4-5）电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击抗干扰度试验GB/T 17626.6（IEC61000-4-6）电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗干扰度

作者: xvnkhfs 时间: 2013-7-17 12:51
答：这些标准都是EMC测试的一些基础标准，还需要结合你的产品确定具体指标。你的这些接口是通信接口，一般有标准电路。当单板原理图滤波设计、PCB的正确布局布线设计的时候，一般都可以通过测试，其他情况下需要增加EMC滤波、瞬态抑制器件，这需要结合具体接口分析。

61、布线不能跨越分割电源之间的间隙，哪位大虾可以给个详细说明啊？

答：如果一个电源层被分割成几个不同的电源部分，如有3.3V、5V等的电源，信号线最好不要同时出现在不同的电源平面上，即布线不能跨越分割电源之间的间隙，否则会出现不必要的EMC问题，对地也一样，布线也不能跨越分割地之间的间隙。

62、现用单片机通过达林顿管、光藕控制一12V继电器来控制交流接触器的吸合，在吸合瞬间常导致单片机复位，通过示波器测复位脚，能检测到有效复位信号（使用三脚的复位IC）。单片机使用5V供电，5V稳压管前后均已接1000uF电容，且用示波器检测未发现电源波动。另外，如果继电器空载（不接交流接触器）则未发现复位现象。请问各位该如何解决？

答1：可以在交流接触器线圈两端并联一电阻和电容串联的阻容吸收回路，电容的容量在0.01UF---0.47UF之间现在，耐压最好高于线圈额定电压的2－3倍，看这样行不行？

答2：这个应该是交流接触器动作时产生的EMC干扰所致。楼上朋友的阻容吸收是个不错的解决办法，同时也可以考虑在12V继电器的输出触点并联100P到47P的高压电容试试。

答3：在交流接触器加RC吸收是有效的。但是你还的检查你的电源回路，看看你的CPU电源走线是否太长，尽量在芯片的电源脚上并去偶电容，还有就是稳压部分也可以加LC吸收回路，尽可能的吸收来自电源的干扰。

答4：先不带负载看看是否有同样现象出现，分级判断排出问题。可先不接光藕，再不接继电器。如果不接光藕还是出现复位，查查硬件输出端口是否和复位有短路，如果没有复位，可以接光藕但不接继电器。还出现复位可能的情况是地线太细，复位脚的地离光藕太近而且远离电源，光藕的限流电阻太小，导致地电位瞬时抬高。布线时CPU要远离大电流的器件，地线采用星型单点接地。如果还是出现复位，就是继电器线圈和驰点电弧或大负载的变化引起的电磁干扰。可采取屏蔽和消除触点拉弧的一些方法来解决。多数情况是电源没处理好，地线或+5V线过长过细。CPU位置不合理。

63、交流滤波器与直流滤波是否可以互用？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。

64、在一个盒式设备中，比如以太网交换机或PC机，存在机壳地和电路地工作地，我发现有些设备将两个地用电容连接，有些用0电阻连接，有些用铁氧体连接，究竟哪一个对？

答：我们一般使用102高压瓷介电容。

65、“机构的防护”是指什么？是不是机壳的防护？

答：是的，机壳要尽量严密，少用或不用导电材料，尽可能接地。

66、请问产品全部采用金属做为外壳(如铝，不锈钢等材质)对产品的ESD防护有何大的影响?应怎样处理较好?

答：产品全部用金属外壳，如果接地不良当然不利于ESD的防护，但只要做好接地就不会有什么问题。至于如何接地就要看设备的具体情况了，如果是大型设备，可以通过设备直接接大地，效果当然会很理想的。

67、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。

68、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。

69、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。

70、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。

作者: xvnkhfs 时间: 2013-7-17 12:52
71、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。

72、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。

73、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。

74、为什么在很多情况下为了抑制噪声信号我们都采用接地的方法，而不是接电源的方法?地和电源在多层PCB上面都是其中的一层，按照电压零点相对性来说即使是电源层不是也可以作为电压零点吗?

答1：接地也可以说接参考点，既然是参考点就要能起到参考作用。认为是地，就是说起码认为这里是零，没有任何阻抗（实际上是不是要看layout）。电源输出阻抗如果是零的话，当然也可以做参考点，也可以作为噪声信号的旁路通道。

答2：信号的地有几种意思： 1.绝对地——EARTH ，大地 2.相对地——GROUND，参考地 3.无地——有时为了减少干扰，信号的0/1，故意是彼此相对值，而不是与地相对值，即信号0并不取为地。比如CAN中的信号就如此。硬件设计的难点之一，就是如何解决好接地问题，从IC芯片，到一个大系统都如此。

答3：用示波器探头上的地线夹夹电源有可能会烧掉示波器噢。示波器探头上的地线夹是与示波器电源线的地线相连的（如果不是隔离探头的话）。用它夹电源会将电源直接对地短路。用不同探头的地线夹夹在不同电位的点上也会短路的。所以推荐的做法是示波器电源通过一个隔离变压器接入市电。或者象我们通常做的那样，将示波器电源线上的地线脚拔掉，以绝后患。接地和隔离是我们在设计和测试中应该时刻注意的问题。

答4：虽然电源层和地层交流上都是电压零点，但相对而言地层更干净一点，所以通常是接地而不是电源。

75、某个手持测试产品，可以电池供电，同时也可以采取外置适配器供电方式。适配器单独带负载辐射发射（RE）测试可以通过，手持产品在电池供电情况下辐射发射（RE）也可以通过，并且余量都比较大，但是在带外置适配器的情况下，却在160M频率左右超标较多，不能通过认证。是何原因？怎么定位干扰源？耦合途径？定位清楚如何解决？

答：本身这个问题干扰源有两个可能，适配器的开关频率，手持测试产品本身的晶振以及内部的开关电源频率。单独测试没有超标，搭配测试超标说明耦合途径是产品的电源电缆。

定位时可以有多个办法：

1、在电源输出线缆（也就是产品电源输入线）的两端分别加磁环试验，如果靠近适配器相对下降比较大，说明是适配器导致，否则原因就是由手持产品内部干扰源导致；

2、在手持产品的电源输入接口共模电感采取频谱仪测试看那一端干扰幅度大，如果是共模电感里侧的干扰大，则说明是手持产品的干扰；

3、如果怀疑外部适配器，干脆直接替换测试，如果没有这个频点，就说明是适配器问题。

通过上面方法定位后发现，确实是电源适配器问题。尽管开关电源频率只有KHZ级别，但往往干扰能够到几十、几百MHZ，同时电源适配器负载不同，空间辐射发射的测试结果也会不一样。

76、我们做的是一个手持设备，带电池工作在做辐射发射测试时，在700M的点超标。回来后我们把辐射源定位在了10M的有源晶振和dsp的内部PLL电路上。首先我们改善了晶振的电源滤波电路，加上了10uf和0.1uf的电容，700M这个点有明显的降低，但是800M点上却上升较多。其次我们更换了直插的晶振为贴片的，以减小其扇出能力，改善效果不大。请问还有其他什么办法可以改进吗？晶振的滤波电路有什么特殊要求？

答：从你描述情况看，本身源头可能是10MHZ晶振，或内部的10MHZ倍频，对于700MHZ或800MHZ的高频超标，有几个方面可以处理：

晶振处理：供电电源滤波，时钟走线采取RC滤波，或用磁珠替代电阻滤波；

另外如果能够定位是单板走线对外辐射的话，可以针对对外辐射走线进行滤波，如磁珠、电容；

由于超标是高频，很有可能是你的PCB单板地阻抗比较大，有较大地地环路，这个方面需要你查看PCB设计；

另外如果你的设备是金属壳，那可以从屏蔽角度看是否有屏蔽泄漏！

如果是接口电缆对外辐射，可以对电缆接口进行滤波处理，具体措施针对不同接口有所不同。

77、经常设计时候没有人提起EMC，或对EMC重视程度不够；开模后或产品定型后有关EMC问题就出来了。怎么解决这个问题？

答：这个问题在我们大多企业都会遇到，关键是企业没有一套严格的EMC设计流程！大多工程师没有EMC设计经验，导致工程师没有把EMC设计理念融入到产品前期的研发过程中，这样出现问题也就不足为怪了。我们建议企业首先需要培养工程师的EMC设计水平，同时提高他们的设计意识，另外更重要的是要建立一套EMC的设计流程与平台，比如，需要有EMC设计的原理图规范，并有设计检查控制列表，有引导，有监控，那么，EMC设计在前期才能真正落实，后期的产品出来的EMC指标也才有保证！这个问题当然还是一个系统问题，涉及范围比较广，结构、电源、硬件电路、PCB等方面。

78、磁珠与电感有什么区别？高频时磁珠怎么滤波？

电感是用来控制PCB内的EMI。对电感而言，它的感抗是和频率成正比的。这可以由公式：XL = 2πfL来说明，XL是感抗（单位是Ω）。例如：一个理想的10 mH电感，在10 kHz时，感抗是628Ω；在100 MHz时，增加到6.2 MΩ。因此在100 MHz时，此电感可以视为开路（open circuit）。在100 MHz时，若让一个讯号通过此电感，将会造成此讯号品质的下降（这是从时域来观察）。和电容一样，此电感的电气参数（线圈之间的寄生电容）限制了此电感只能在频率1 MHz以下工作。

问题是，在高频时，若不能使用电感，那要使用什么呢？答案是，应该使用「铁粉珠（ferrite bead）」。铁粉材料是铁镁或铁镍合金，这些材料具有高的导磁系数（permeability），在高频和高阻抗下，电感内线圈之间的电容值会最小。铁粉珠通常只适用于高频电路，因为在低频时，它们基本上是保有电感的完整特性（包含有电阻和抗性分量），因此会造成线路上的些微损失。在高频时，它基本上只具有抗性分量（jωL），并且抗性分量会随着频率上升而增加。实际上，铁粉珠是射频能量的高频衰减器。

其实，可以将铁粉珠视为一个电阻并联一个电感。在低频时，电阻被电感「短路」，电流流往电感；在高频时，电感的高感抗迫使电流流向电阻。

本质上，铁粉珠是一种「耗散装置（dissipative device）」，它会将高频能量转换成热能。因此，在效能上，它只能被当成电阻来解释，而不是电感。

79、笔记本电脑适配器的AC端GND和电脑内部的GND(即机壳)是不是保持很低的压差?他们之间的地有什么关系呢?适配器内部是怎样设计的呢?我们测电源谐波的时候谐波主要是适配器产生还是笔记本电脑本身产生的呢?

答：理论上来讲电脑机壳和适配器的GND都应该是保护地，是没有压差，直接接大地的。AC适配器输入的电压基准是零线，输出是直流，与输入隔离。输出的电压基准是直流电源的负端。电脑适配器内部一般是一个隔离的AC/DC电源，采用反激或正激式变换器。你可以参考开关电源的书籍。开关模式的适配器肯定会产生谐波，电脑内部笔者没有研究不能妄言，但估计适配器的谐波应该占一个很大的比例。你有兴趣的话可以试试用线性电源带笔记本电脑，看看谐波的情况，应该有很大不同。

80、通用电器和电子设备的地并不是earth如电子负载，在工作中为防止静电经常要带静电手环可是静电手环要是接了earth之后在工作中就会经常挨电。我测量过电子负载和地的电压为交流，而且还不稳定有100多伏。原因是什么?

答：交流电压一般来自电源滤波器对地的Y电容，耦合过来的，机壳接地就没有了。一般对Y电容的大小是有要求的，为的就是防止地线接触不好使机壳泄露出的电流过大造成人身伤害。

作者: xvnkhfs 时间: 2013-7-17 12:52
81、EMC问题目前解决还处于外围电路、PCB、以及结构屏蔽解决，其实EMC问题本身还与芯片内部的设计互连布线有关。下面这个问题就是一例：我在做一SOC芯片的封装设计，封装形式是PBGA，面向的PCB有四层：

signal-ground-power-signal。

在进行封装直球排布时我遇到一个问题：通常为了给信号有好的电流回流通路，减轻power/ground bounce，会在高速信号区域中按一定比例方式插入power/ground直球。我参考过intel的一些北桥或是memory control hub的封装直球分布实例，在DDR信号（高速信号）区域有的实例插入了power和ground直球，有的实例只插入了ground直球。在我看来因为DDR信号接口采用SSTL_2规范，使用的是CMOS输出电路，应该power和ground bounce都存在的，需要在DDR区域插入等比例的power和ground直球。所以对于只插入了ground直球的实例我不是很理解。

我查了一些资料，有一篇文章这么说:

most return current for a transmission line travels on the nearest reference plane regardless of the direction of current on the trace. It matters not whether the signal transitions from high-to-low or low-to-high， the return current travels on the nearest reference plane.

按照文章的意思，似乎噪声电流不在乎通过power plane或是ground plane流走。为什么会这样呢？

答1：1、对于高频信号最终都是要回流到地！所以在芯片电源管脚已经足够解决供电问题情况下优先考虑布置地管脚（直球）。

2、对于现在资料一般认为地平面与电源平面对于高速信号是一样的前提是电源平面到地平面的阻抗足够小，但现在一般单板的还做不到电源平面到地平面阻抗足够小（这是现在电源完整性研究内容），而且本身电源平面本身阻抗有时也比较大，因此在布线时还是优先考虑地平面回流。

答2：因为高频信号电流总是寻找电感最小回路返回信号源，信号频率越高电流回路耦合越紧密。一般50～100kHz以上信号就开始体现此特性。GND或POWER叠层相对信号线的瞬态阻抗为串联形式，敷铜层离信号线越远瞬态阻抗越大，因此高频回路电流只会选择最近敷铜层（镜像面）作为回路流回驱动源。如果信号换层，回路电流在信号线换层过孔处从GND和POWER敷铜平面间电容流过，且在两个层内表面扩散，该阻抗造成的信号返回压降称为地弹（GROUD BOUNCE）。

82、有的电阻标值为0欧姆，这种电阻起什么作用呢?

答: 1\在电路中没有任何功能，只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。

2\可以做跳线用，如果某段线路不用，直接不贴该电阻即可（不影响外观）

3\在匹配电路参数不确定的时候，以0欧姆代替，实际调试的时候，确定参数，再以具体数值的元件代替。

4\想测某部分电路的耗电流的时候，可以去掉0ohm电阻，接上电流表，这样方便测耗电流。

5\在布线时，如果实在布不过去了，也可以加一个0欧的电阻

6\在高频信号下，充当电感或电容。（与外部电路特性有关）电感用，主要是解决EMC问题。如地与地，电源和IC Pin间

7\单点接地（指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开，各自成为独立系统。）

8\熔丝作用*模拟地和数字地单点接地*

只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。不短接又不妥，理由如上有四种方法解决此问题：

1、用磁珠连接；

2、用电容连接；

3、用电感连接；

4、用0欧姆电阻连接。

磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。

电容隔直通交，造成浮地。

电感体积大，杂散参数多，不稳定。

0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。

*跨接时用于电流回路*

当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰。

*配置电路*

一般，产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置，易引起误会，为了减少维护费用，应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。

空置跳线在高频时相当于天线，用贴片电阻效果好。

*其他用途*

布线时跨线

调试/测试用

临时取代其他贴片器件

作为温度补偿器件

更多时候是出于EMC对策的需要。另外，0欧姆电阻比过孔的寄生电感小，而且过孔还会影响地平面（因为要挖孔）。

83、Ｄ类功放在ＰＣＢ布线时应注意那些？

答：在D类功放板中，PCB走线及表现出EMI特性的金属都应该尽可能短，包括从电源输出部分到D类放大器输出部分及从电源到扬声器间的金属连线。另一个长期困扰D类放大器的问题是它们对电源的性能极为敏感。由于放大器输出端总是对电源线路的其中之一进行直接开关控制，电源端的任何变化或波动就会体现在输出信号端，并表现为噪声或失真，因此D类放大器不仅仅是在DC部分需要具有良好负载限制、干净、低噪声的供电电流，在整个音频带内都需要这样的电源信号。这样，电源部分晶体管的工作也变得同样重要。

D类放大器中，高频脉冲中输出部分由电源电流来提供动力，同时，为了在放大器输出端产生精确的方波脉冲，供电电压必须保持稳定，其波动与噪声是严格禁止的，在这里，存储电容成为关键的元件。首先，为了保持供电电压的稳定，存储电容需要保持足够的电荷。第二，由于任何寄生电阻或干扰的影响都会从电源电容迅速地传递到输出端，必须使用Low-ESR(Effective Series Resistance)电容。PCB金属走线中的寄生电阻是相当不利于电源稳定的，应该在尽可能靠近输出部分的位置放置存储电容使寄生电阻最小化。电源供电的需求可以通过引入一个短时延迟（小于1μs）来缓解。这个延迟设置在立体声中单个的输出端或多通道系统之间。这样的延迟对于人耳来说是极为短暂的，以致于无法感觉出来。由于每个输出端的MOSFETs在不同时间进行开关动作，相当于在同一时间内减少了开关晶体管。这种技术常被称为“PWM相位”技术，并应用于许多D类IC设计中。

84、我现在遇到一个问题：USB手持设备在插拔耳唛时导致系统死锁。用示波器测量耳唛座各管脚的波形发现有瞬时冲击电压，怀疑是ESD或FTB干扰产生。当USB线使用屏蔽线时就不会出现该种情况，另外如果PC接地完好的话也不会出现这种情况，现在关键是不使用屏蔽线且要满足各种可能情况时，还有什么办法可以使用？另在地线上加上一电感后地线上的干扰明显减小，现问题是音频线路上应加什么才不会导致死机且音频信号不受影响？

答1：在耳唛座各管脚与加一个电容到地，应该可以消除尖锋脉冲。

答2：原理非常简单。模拟信息突然消失，造成干扰。如果没有良好的接地，你这种现象就非常容易发生。解决办法，提供吸收放电的电路。最的办法就是对地加电容。但这也会影响音质。在电容选择上要注意，应该是两个电容反向对接。

85、《DL/T645-1997多功能电能表通信规约》对RS-485标准电气接口性能规范，要求驱动与接受端静电放电（ESD）±15KV（人体模式）。谁能告诉我(人体模式)的实验方法是怎么做的，人体模式与空气放电有哪些区别呢？

答1：机器放在一个绝缘的木板上，木板有近10cm厚，对方用了一个静电枪，对着一块金属板打6KV，而金属板平面是平行被测机器的显示控制部分，打6KV，还要拿静电枪对着机器外壳的金属部分打8KV，每隔一秒打一次。静电枪分尖头和模拟手指状的圆头。

答2：空气放电：使用钝头放电头，8KV，距离备测物约1cm远寻找放电点（金属/塑料混合外壳，如果塑料外壳则贴近寻找），如果有放电点，这进行每秒一次，每极性20次放电，每测试点一共40次放电。

接触放电：使用尖头放电头，在被测物表面寻找金属体进行接触放电，如果金属外壳面积比较大，则选定均匀的多点进行分别测试，同样是每秒一次，每极性20次放电，每测试点一共40次放电。在2种测试中，要求机器运处于正常运作状态，如果放电过程中发生故障，故障分为3级：

1，停止放电，可以自动恢复正常

2，停止放电，人工干扰操作情况下能够恢复正常

3，永久损坏

应该说，一般商用标准，1是可以接受的。

作者: 我爱迅维网1188 时间: 2014-8-18 08:59

哈哈，这都有人会，虽然我不会用，还是给赞个！

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