Emissions Nedir?

Elektromanyetik uyumluluk (EMC) elektronik cihazların, uzaydan seyahat eden veya deneyimlenen bir elektromanyetik ortamda çalışabilmelerini sağlar. Emisyonlar genellikle ticari ve endüstriyel ekipman için 30 MHz'in frekansı üzerinde ölçülmektedir. Bu rahatsızlıklar, yakın cihazların performansı, veri bozulmasına veya hatta uzaydan gelen emisyonların aksine, telli arayüzler yoluyla seyahat eden ve genellikle 150 kHz'nin frekans aralığında 30 MHz'in frekans aralığında ölçülmesine yol açabilir.

Anahtar Standartları ve Düzenlemeler

Dünya çapındaki düzenleyici organlar elektromanyetik spektrumu korumak için yapılan emisyonlar üzerinde sınırlar belirlediler.En yaygın kabul edilen standartlar şunları içerir:

  • [FONT=0)CISPR 22 / CISPR 32) - Bilgi teknolojisi ekipmanı ve multimedya cihazları için uluslararası standartlar. Bu, hem ana hem de telekomünikasyon limanları için sınırları tanımlar.
  • [FONT:0]FCC Bölüm 15 Subpart B) – Amerika Birleşik Devletleri Federal İletişim Komisyonu, ABD'de satılan cihazlar için emisyon sınırlarını yürüttü.
  • [FONT:0)IEC 61000-6-3 / 61000-6-4[[Dönetici: 1) - Ev, ticari ve endüstriyel ortamlar için Genric EMC emisyon standartları.
  • [FONT=0] 55032 / EN 55035 – Avrupa multimedya ekipmanları için harmoniz standartlar.

Bu standartlar ölçüm yöntemleri, frekans aralıkları ve izin verilen gürültü seviyelerini belirtir. Örneğin,COM Part 15 Sınıf B limitleri Sınıf A'dan daha sıkıdır, konut uygulamaları hedeflemeli. Mühendisler ürün kategorisine ve hedef pazarına uygulanabilir özel standartlara danışmalıdır.You can find detailed limits on theETHFLT:0).FCC web sitesi).

Adli Emisyonların Ortak Kaynakları

Yapılan emisyonlar yüksek frekanslı gürültü üreten devrelerden ve alt sistemlerden kaynaklanır ve bunu güç veya sinyal hatlarına çiftleştirir: Anahtar kaynaklar şunları içerir:

  • [FONT:0) Güç Malzemelerini (SMPS) ) [Dönetici DC-DC dönüştürücülerdeki hızlı geçişler, AC ana veya aşağı yukarı yük yüklere geri seyahat edebilecek harmonik ve ringing yaratır.
  • [FONT:0] Dijital Devreler[Dönemli saatler, veri otobüsleri ve I/O arabirimleri, gürültüyü tedarik raylara enjekte eden geçici akımlar üretir.
  • [FONT:0) Motor Drives ve Relays[[Dönetici: 1 ) – İndüktif yük geçişi, genişleyen gürültüye yol açan gerilim artışları ve yayıyor.
  • [FONT:0]Wireless () – Temel olarak RF bir kaynak, yanlış antenler veya fakir bir düzen, güç hatlarına geri birkaç enerji verebilir.
  • [FONT:0]Faulty veya Unxinged Kablolar) – Uzun kablolar ortak mod akımları için antenler olarak hareket eder; zavallı kalkanlama veya zeminleme onları emisyonlar için konduits haline getirebilir.
  • [FONT:0]Rectifiers and Phase-Controlled Circuits[[[Dönersiz) - Mevcut çizimler, aynı zamanda yapılan emisyonlar için düşük frekanslı harmonikler oluşturur.

Prestij kaynağının belirlenmesi, mevcut bir darbe veya yakın saha ile ilgili en son adım, bir PCB veya kablo montajında gürültü kökenlerini bulmanıza yardımcı olabilir.

Emisyonlar için Ölçme Teknikleri

Doğru ölçüm uyum için gereklidir. Standart kurulum içerir:

  • [FONT=0)Line Impedance Stabilization Network (LISN)) – Güç kaynağı ve test altındaki ekipman (EUT) arasında yer alan ölçüm frekansı aralığı üzerinden tanımlı bir kesintiye yol açıyor ve ABT'yi dış gürültüden ayırıyor.
  • [FONT=0]EMI Alıcı veya Spectrum Analyzer) – LISN çıktı limanlarında gerilim ölçülüyor. Quasi-peak ve ortalama dedektörleri, insan müdahalesi algısını eşleştirmek için kullanılır.
  • [FONT:0)Test Kurulum[Dönetici:0)[Dönemli emisyonlar güç hatlarında (fak, tarafsız, zemin) ve gerekirse sinyal / "telecom portlarında ölçüldüğü gibi normal modda çalışır.

Bir LISN ve spektrum analizörü ile ön değerlendirme testi, resmi sertifikasyondan önce zaman ve maliyetten tasarruf edebilir. Daha derin bir dalış için, [[Ücretsiz:0)CISPR standartları belgesi).

Emisyonlar için Dava Stratejileri

Yapılan emisyonların azaltılması, koruyucu, zemin ve dikkatli tasarım kombinasyonu gerektirir. Aşağıda sistem düzeyinde entegrasyon için bileşen seçiminden en etkili teknikler vardır.

Giriş Filtreleme

Güç girişi noktasındaki filtreler, yapılan gürültüye karşı birincil savunmadır. Anahtar bileşenleri şunlardır:

  • [FONT=0]Common-Mode Chokes[DÜT:1) – Bir ferrite çekirdeği, iki rüzgarlı akımına yüksek bir şekilde sahip, dibine geçiş sinyalleri izin verirken, iki satırda da eşit görünen gürültüyü boşa harcar.
  • [FONT=0)X ve Y Capacitors [Döneticiler: X kapasitörler (kesinlikle ve tarafsız) filtre dibin gürültü; Y kapasitörler (line-to-ground veya tarafsız-tabi-ground) filtre ortak nokta gürültüleri.
  • [FONT:0]LC Filtreler[[Dönetici:0)[[[Dönetici:0))[[[Dönetici: Low-pass LC filtreler (e.g., a }}-filter) belirli frekans grupları bastırmak için ayarlanabilir.Inductor ve kapasitör değerleri gürültü spektrumlarında rezonansdan kaçınmak için seçilir.
  • [FONT=0]Ferrite Beads[[Dönetici: 1 ) – Yüksek frekanslı gürültü için etkili (birkaç 10 MHz) Bireysel tellere veya kablo paketlerine önemli DC direniş olmadan zarar vermek için yerleştirilir.

Filtre tasarımı yanlış eşleştirmeler, bileşen parasitics ve her iki işlemi de yapılan emisyon limitleri için dikkate alınmalıdır. Simülasyon araçları (örneğin, SPICE with satıcılar) prototypingden önce filtre performansını optimize etmenize yardımcı olur.

Shielding ve Grounding

Proper kalkanlama ve zemining gürültüyü kablolara sokmak ve muhafazadan kaçmak.

  • [FONT:0)Cable Shielding[[Dönetici: 1) - Braided veya folyo kalkanlar üzerinde güç ve sinyal kabloları, düşük hacimli bir zemin referansına bir veya her iki uçta, frekansa bağlı olarak sonlanmalıdır.
  • [FONTD:0]Ground Planes ve Star Grounding[Dönler: 1 ) – Bir PCB üzerinde sağlam bir zemin uçağı, ortak modu gerilimi azaltıp en aza indirmek için hassas analog geri dönüşlerden uzak tutuyor.
  • [FONT:0]Chassis Grounding[[DÜDÜT:1) - Ekipman şasi doğrudan yere (veya güvenlik zemini) düşük girişli bir kayışla bağlanmalıdır. Bu, ortak mod akımları için bir lavabo sağlar ve sinyal kabloları içine akanı önlemek için onları engeller.
  • [FONT:0]Metallerde (Dönetici) TIRMAlar[[Dönler:0) TIRMAlar (Dönetici) ve kablodaki bir kablonun etrafındaki (snap-on veya toroidal) bir anten olarak yapılan emisyonlar azaltılır.

PCB Layout En İyi Uygulamaları

Kurul düzeyinde tasarım seçenekleri, yapılan emisyonlar üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Anahtar kılavuzlar şunları içerir:

  • [FONT=0)Kateeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee
  • [FONT:0)Separate Analog ve Dijital Bölümler[Dönler: 1 ) – Dijital geçiş gürültülerini analog veya güç tedarik yollarına girmesini engellemek için yönetim kurulunu iptal edin. gerekliyse tek bir noktada ayrı zemin alanları kullanın.
  • [FONT:0)Decoupling Capacitors[DÜT:1) – IC Power pins'e mümkün olduğunca yakın olan düşük kapasiteliler. Multi values (e.g., 0.1 μF + 1 nF + 100 pF) geniş bir frekans aralığı kaplayabilir.
  • [FONT:0]Trace Routing[[Dönetici: 1) Yüksek akım geçiş izlerini kısa ve geniş tut. Gürültülü güç izlerinin yakınında hassas sinyallerin veya düğümleri geçişinden kaçının.Diferansiyel sinyalleme yaygın mod emisyonlarını azaltabilir.
  • [FONT=0)Power Supply Layout[Dönetici: 1) - Gemide yayılmadan önce bağlantıdaki girdi filtre bileşenlerinin giriş filtre bileşenlerinin yerinin farklı gerilim alanları için ayrı güç uçaklarını kullanın.

Kazanılan Derece

Düşük-EMI bileşenleri seçmek uyumu basitleştirir:

  • [FONT:0]Spread-Spectrum Saatleri) – Saat frekansının daha geniş bir gruptaki enerjiyi yaydığı, belirli harmoniklerde zirve emisyonlarını azaltın. Birçok mikrokontrol ve SoCs bu özelliği sunuyor.
  • [FONT=0]Slow-Slew Sürücüler – Kontrollü slew oranları (örneğin, LVCMOS, yüksek frekanslı içeriği azaltır.
  • [FONT:0) Integrated EMI Filtreler) - Bazı konektörler ve ICs ortak mod ve diferansiyel-mode gürültü için yerleşik filtreleme içerir. Bunlar tahta alanı ve tasarım riskini koruyabilir.

Pratik Örnek: Bir SMPS'den Emisyonlar

12 V, 3 Bir uç dönüştürücü bir dijital yük beslemeyi düşünün. mitigation olmadan AC girişi üzerindeki emisyonlar 2 MHz'den 10 MHz'e kadar B limitlerini aşıyor. Aşağıdaki adımlar tasarıma uyum sağlar:

  1. Kombinasyon ve giriş kapasitör arasında 3 A için derecelendirilmiş bir ortak mod (2 mH, 3 A) ekleyin.
  2. DC zeminden yeryüzüne 0.1 μF Y kapasiteli bir yer yerleştirin (güvenli bir Y2 kapasitör).
  3. Giriş toplu kapasitörünü daha düşük bir NF film kapasitörünü paralel olarak ekleyin.
  4. Inter-winding kapasitance azaltmak için dönüştürücü rüzgar tekniğini geliştirin.
  5. İlk geçiş döngüsü, ikincil tarafta bir zemin uçağı ile PCB'de sıkı bir şekilde sıkıştı.

Bu değişikliklerden sonra, re-measurement tüm frekanslarda 15 dB μV marjını gösterir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Modern elektronikte pervaplı bir meydan okumadır, ancak standartların bir kombinasyonunu sistematik olarak ele alınabilir, doğru ölçüm ve kanıtlanmış mitigation teknikleri.Bu uygulamaları güç girişlerinde entegre ederek, dikkatli yönetim düzeni sağlayan ve uygun zeminler, elektromanyetik ortamda güvenilir bir şekilde çalışabilirler.