Başka bir şey anlamayı ve nasıl Mitigate Them
Elektromanyetik müdahale (EMI) modern elektronik sistemlerde kaçınılmaz bir gerçekliktir. Cihazların küçüldüğü ve saat hızları artırdığı gibi, elektromanyetik çevre daha kalabalık hale gelir, performans ve güvenilirlik için birincil bir tehdit haline getirmeli. Mühendisler, temel nedenleri anlamalı ve yayılabilir - her türlü üretim tasarımlarında etkili bir şekilde yönlendirmeyi gerektirir.
EMI Nedir?
EMI, elektrik sinyalleri üzerine yapılan gürültü akımları veya gerilimler olarak ortaya çıkıyor.Indüklenmiş EMI, bir cihazda ve dış kaynaktan gelen bir cihazda veya bir cihazda (örneğin) veya bir cihazda (susceptability) veya elektriksel yollar yoluyla seyahat ettiği için, EMI genellikle amaçlanan elektrik sinyallerinin tespit edilmesi ve ölçülmesi daha kolay.
Kaynakları EMI
Yaygın kaynaklar, anahtarlama güç malzemeleri, DC-DC dönüştürücüler, dijital saat osilatörler, motor sürücüleri ve hızlı değişen akımlarla herhangi bir devre (yüksek di /dt) geçiş olayları, yüksek frekanslı harmonikler, güç dağıtım ağı üzerinde çift olabilir. Hatta görünüşe göre, uzun kablolar arasında çalışırsa, taşıyıcılar gürültü yapmak için gereksiz antenler gibi hareket edebilir.
Frekans Aralığı ve Coupling Modes
EMI genellikle 30 MHz'in altında baskın kabul edilir, ancak kesin frekans sınırı düzenleyici standarta bağlıdır (örneğin, CISPR 11, CISPR 25,COM Bölüm 15). Gürültü iki darbe modlarına daha fazla sınıflandırılabilir:
- [FONT:0]Common-mode (CM): ), her iki iletkende de zemine göre eşit görünen gürültü. Ortak mod akımları genellikle bir devre ve şasi veya dengesiz yükler arasındaki sığıştan doğar.
- [FONT:0)Differential-mode (DM): ), bir devrenin iki iletkeni arasında var olan gürültü. DM gürültü, geçiş düzenleyicisinden gelen dalgalanmalar gibi normal devre operasyonun sonucudur.
Davranışlı EMI
Test edilen ekipmana (EUT) görerek, çoğu ticari standartlar için bir ölçüm ağı (tipik olarak 50 μH + 50 GU) ile yapılan bir ölçüm (EUT) ile yapılan faiz aralığına bağlı olarak, EDSN işleminin en uygun ön değerlendirme test için kritik olduğunu gösterir.
Radiated EMI nedir?
Radiated EMI, radyo dalgaları olarak ücretsiz uzay yoluyla rezonansa maruz kalan elektromanyetik enerjidir, fiziksel bir iletken gerektirmeden. Bir cihazın muhafazası, kablolar, PCB izlerini veya iç kabloyu teşhis etmek daha zordur. Çünkü radiated fields bu tür müdahaleler, CIS 32,COM Bölüm 15 gibi standartlar tarafından sıkı bir şekilde düzenlenir ve EN 55032. Radiated EMI, EMI'nin uygulanması ve bastırılması daha zorlanır.
Radiated EMI
Anahtar katkıda bulunanlar yüksek hızlı dijital otobüsler (USB, HDMI, PCIe), saat hatları, hızlı kaynaklı geçiş transistörleri ve uzun kablolar, zaman boyu süren antenlere bağlı olarak hareket ederler.Herhangi bir iletken bir elektromanyetik alan yayacaktır. radyasyonun verimliliği mevcut yolun döngüsüne bağlıdır, sinyalin yükselmesine ve temel düzlemlerin göreceli olarak sabitlenmesine bağlıdır. Örneğin, yüksek hızda bir kabloya bağlı olarak, bir çeyrek dalga-yoğuk monopol anteni taşıyabilir.
Frekans Aralığı ve Alan Türü
Radiated EMI 30 MHz'in en önemli parçasıdır, ancak kaynağın yeterince büyük olup olmadığı daha düşük frekanslarda meydana gelebilir. Emisyonlar hem elektrik alanları (E-field) hem de manyetik alanlar (H-field) yakın-field ölçümler (bir kaynak hacmi ile) farklı E-field ve H-field bileşenleri ortaya koyarken, alanı ölçümler onları bir uçak dalgası olarak tedavi eder.
Radiated EMI
Radiated emisyonları, belirli bir mesafeye yerleştirilen antenler kullanılarak ölçülmektedir (yaklaşık 3 m, 10 m veya 30 m) ABT'den bir anekoic odası veya açık-area testi sitesi (OATS) Farklı antenler farklı frekans gruplarına bağlanır: b ikonik (30-300 MHz), log-1, ve horns (Blog) testi için gerekli olan ölçümler için gerekli olan aşağıdakiler için gerekli olan bir teste uygun olarak yapılır.
Davranışlı ve Radiated EMI arasındaki Anahtar Farklar
Hem EMI degrad sistemi performansı türleri olsa da, temel olarak nasıl yayıldığını, nasıl ölçüldiklerini ve nasıl kontrol ettiklerini fark ederler. Aşağıdaki tablo birincil ayrımları özetliyor.
| Characteristic | Conducted EMI | Radiated EMI |
|---|---|---|
| Transmission path | Cables, wires, power lines, ground conductors | Free space as electromagnetic waves |
| Dominant frequency range | 150 kHz – 30 MHz (typical commercial limits) | 30 MHz – 1 GHz and above |
| Primary measurement instrument | LISN + spectrum analyzer / EMI receiver | Antenna + spectrum analyzer / EMI receiver |
| Test environment | Shielded room (but not always required) | Anechoic chamber or open-area test site |
| Primary mitigation technique | Filters, ferrites, proper grounding, cable layout | Shielding, PCB layout optimization, absorbers |
| Coupling mechanism | Ohmic conduction through conductors | Electric and magnetic field coupling |
Bu farklılıklar, örneğin, yapılan emisyonlar için iyi çalışan bir güç hattı filtresinin, kablo koruyucularından yayılıp yayıldığı takdirde aynı gürültü üzerinde küçük etkisi olabilir. Tersine, boruların yayıldığı metal bir muhafaza, zaten elektrik girişi tellerinde var olan gürültüyü bastırmaz.
EMI'yi Davranışlama Stratejileri
EMI'nin yapılması hem gürültü kaynağına hem de propagasyon yoluna dikkat gerektirir. Aşağıdaki teknikler üretim tasarımlarında kanıtlanmıştır.
Filtreleme
En doğrudan yaklaşım, düşük frekanslı gürültü (örneğin, düşük kontrasesyon kaybı) veya }}-filtreler için yüksek frekanslı gürültü için etkilidir, ancak DC'den gelen ses aralığına kadar dikkatli bir şekilde seçilmelidir.
Pratik bir filtre tasarımı kaynak için dikkate ve yük yönlendirmeleri için hesaba çekilecektir. Filtre dürtü ve devre engelleyici arasında bir yanlış eşleştirme filtre etkinliği azaltabilir. Örneğin, ortak bir mod choke kaynağı ve yük tıkanmaları düşük olduğunda en iyi çalışır (birkaç yüz ohms).
Yer ve Bağlanma
Proper zeminleme, zemin döngülerini önlemek ve geniş izler kullanarak düşük kesintiye yol sağlamak için gereklidir. Düşük frekanslı analog devreler için bir yıldız zemin kullanın, ancak sağlam bir zemin düzlem yüksek frekanslı dijital tasarımlar için tercih edilir. Tüm zemin bağlantılarının, geniş izler kullanarak, çok fazla külot kullanarak en düşük maliyetli olması ve uzun süre kaçınılması gerekir.
Kablo Tasarım
Twisted çift kablolar, diferansiyel-mode gürültüyü iptal etmeye etkilidir, çünkü her bir iletkenden gelen manyetik alanlar, her iki uçta kalkanın zeminini kullanarak kalkan 360° bağ ile düzgün bir şekilde sona ermelidir.
PCB Layout Optimizasyonu
Tasarımda erken yapılan kararlar, hızlı bir şekilde yapılan gürültüyü azaltabilir. Yüksek akım döngüleri fiziksel olarak küçük ve hassas düşük seviyeli sinyal yollarından ayrılır.Evrenli güç ve zemin uçaklarını sadece güç tedarikinde karşılamak için ayrı analog ve dijital zeminler kullanın. Place decoupling cleors as close as possible to the IC power pins, with short traces to the ground plane low- level signal ways. For complex-signal design, use separate analog and digital reasons that meet only at the power supply.
Radiated EMI için Sınırlama Stratejileri
Radiated EMI mitigation, cihazı verimli bir anten olarak hareket etmekten alıkoymaya odaklanır. Üç ana yaklaşım koruyucu, düzen tasarımı ve absorptive materyallerin kullanımıdır.
Shielding
Bir iletken metal konutta devreyi en etkili şekilde engellemek, radiated emisyonları engellemek için en etkili yoldur.Geçmişlik (SE) malzeme iletkenliği, kalınlığı ve bir forma varlığına bağlıdır, çünkü elektrik alanları için ince bir iletken kaplama katmanı (örneğin, alüminyum ve kaplama) yüksek SE sağlar, çünkü alan iletken plastikleri yansıtmalıdır.
Daha derin bir koruma kavramı anlayışı için, [[0)In Compliance Magazine'in EMC kalkan materyallerine kılavuzluk[Döneticileri 1) pratik seçim kriterleri sunar.
PCB Layout ve Anten Azaltımı
Yüksek hızlı sinyal yollarında döngü alanları birincil bir kuraldır. PCB'deki her mevcut döngü küçük bir döngü anteni olarak hareket eder - radiated alan, doğrudan sinyal tabakaları altında bulunan sağlam zeminli uçaklar kullanarak, sürekli zeminin üzerinde rotayı azaltılır ve mikrostrip'li geometrileri kontrol etmek için mikrostriptli geometrileri kullanın.
Bir başka anahtar tekniği mümkün olan her yerde kenar oranları yavaşlıyor. Birçok saat sinyalleri, darbeden dış kablolara gürültü önlemek için bağlayıcıya veya ortak mod filtreleri kullanabilir, o zaman zincirleme ve yüksek frekanslı harmonikleri azaltır.Çünkü ben / O hatları için PCB'den çıkan, ferrite beads veya ortak mod filtreleri dış kablolara doğrultabilir, sonra radıyate.
Radiated EMI için filtre
Filtre, yapılan gürültü ile daha yaygın olarak ilişkilendirilirken, aynı zamanda, tahta seviyesindeki arayüzlerde uygulanan emisyonlara da yardımcı olur. Placing feedthrough cleors on all Signal and power lines that exit the low-pass filter that at PCBtenuates high-frets help radiated changes in the deploy. Bulkheaded filter (almanca) are typical for military and industry equipment. For Consumer Electronics, ferrite beads on PCB traces near Links to functionality.
Absorptive Materials
Kombinasyon temelli koruyucular ağırlık veya maliyet nedeniyle pratik değildir, absorptif malzemeler ısıya dönüştürmek için enerjiyi becerebilir. Ortak emiciler, ferrite karotlar içerir (ortalama 100 MHz'ye kadar manyetik alanlar için kullanılır), karbon-impregnated köpükler (daha yüksek frekanslar için), ve karma kompozitler. Bu malzemeler genellikle bir RF kalkanındaki gürültülü bir bileşen veya astarlar etrafında bir muhafaza içinde uygulanır.
EMI Mession için Holistic Approach
Gerçek dünya tasarımları nadiren tamamen yürütülmüş veya tamamen çürük bir probleme sahiptir. Gürültülü bir geçiş düzenleyicisi hem giriş güç hatlarında hem de kanaldaki gürültüyü üretecektir. Bu nedenle, başarılı bir EMI stratejisi hem aynı anda hem de entegre edilmiş bir m.
- [FONT:0) Başlangıçtan gelen uyum için tasarım:) Büyük gürültü kaynaklarını (yüksek di / yüksek dv /dt) blok düzeyinde tasarım sırasında bileşenleri seçin, yay-spectrum oscillators veya yumuşak-switching düzenleyicileri gibi.
- [FONT:0) Ön değerlendirme testlerini kullanın: Bir LISN ve yakın saha araştırmaları ile erken yapılan ölçümler, yakın bir TV Prodüksiyonu (H-field ve E-field) aylarca yeniden tasarlayabilir.
- [FONT=0]Employ simülasyon araçları:[Dönetici:[Dönetici:0)[FONTD, CST veya ANSYS HFSS) tasarımcılara PCB yığınlarını modellemelerini, çizimleri ve muhafaza etkilerini geliştirmelerini sağlar. Bu, özellikle de büyük etkileri olan EMI için değerlidir.
- [FONT:0) Belge ve iterate:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)))Kuran ve iterate:[[Dönetici:[Dönetici: 1)) Yeni bir döngüyü oluşturan büyük bir kapama işlemi dengeleme önlemleri ve etkinliğiniz kaydı tutun.
EMI mitigation from component Selection to final testing, theETHFLT:0)EMC Standart web sitesi) düzenleyici gereksinimler ve en iyi uygulamalar hakkında ücretsiz kaynakların zenginliklerini sunar.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
EMI'nin elektronik sistem tasarımında farklı zorluklar sunmuş ve yayılabilir. EMI teller aracılığıyla seyahat ediyor ve hem de chokes, kapasitörler ve uygun zeminleme ile filtrelenebilir.Her bir mühendislere özel olarak sağlam tasarımları geliştirebilir ve ilk denemede uyum testlerini yapabilirler.