EMI干擾：傳導(dǎo)是罪魁禍?zhǔn)譥高都電子PCB技術(shù)中心_pcb學(xué)院PC

輻射 EMI 干擾可以來自某個(gè)不定向發(fā)射源以及某個(gè)無(wú)意形成的天線。傳導(dǎo)性 EMI 干擾也可以來自某個(gè)輻射 EMI 干擾源，或者由一些電路板組件引起。一旦您的電路板接收到傳導(dǎo)性干擾，它便駐入應(yīng)用電路的 PCB 線跡。常見的一些輻射 EMI 干擾源包括以前文章中談及的組件，以及板上開關(guān)式電源、連接線和開關(guān)或者時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)。
 

圖 1 傳導(dǎo)性 EMI 信號(hào)的耦合介質(zhì)

傳導(dǎo)性 EMI 干擾是開關(guān)電路正常工作與寄生電容和電感共同作用產(chǎn)生的結(jié)果。圖 1 顯示了一些會(huì)進(jìn)入到您的 PCB 線跡中的 EMI 干擾源情況。Vemi1 源自開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，例如：時(shí)鐘信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)線跡等。這些干擾源的耦合方式均為通過線跡之間的寄生電容。這些信號(hào)將電流尖脈沖帶入鄰近 PCB 線跡。同樣，Vemi2 源自開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，或者來自 PCB 上的某個(gè)天線。這些干擾源的耦合方式均為通過線跡之間的寄生電感。該信號(hào)將電壓擾動(dòng)帶入鄰近 PCB 線跡。每三個(gè) EMI 源來自于線纜內(nèi)相鄰的導(dǎo)線。沿這些導(dǎo)線傳播的信號(hào)可產(chǎn)生串?dāng)_效應(yīng)。
 

開關(guān)式電源產(chǎn)生 Vemi4。開關(guān)式電源產(chǎn)生的干擾駐存在電源線跡上，并以 Vemi4 信號(hào)的形式出現(xiàn)。
 

在正常運(yùn)行期間，開關(guān)式電源 (SMPS) 電路為傳導(dǎo)性 EMI 的形成帶來機(jī)會(huì)。這些電源內(nèi)的“開”和“關(guān)”切換操作，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的非連續(xù)性電流。這些非連續(xù)性電流存在于降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端、升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端，以及反激和降升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輸入和輸出端。開關(guān)動(dòng)作引起的非連續(xù)性電流會(huì)產(chǎn)生電壓紋波，其通過 PCB 線跡傳播至系統(tǒng)的其它部分。SMPS 引起的輸入和/或輸出電壓紋波，會(huì)危害負(fù)載電路的運(yùn)行。圖 2 顯示了工作在 2 MHz 下的一個(gè) DC/DC 降壓 SMPS 輸入的頻率組成例子。SMPS 傳導(dǎo)干擾的基本頻率組成范圍為 90 – 100 MHz。
 

圖 2 DC/DC 降壓轉(zhuǎn)換器：開關(guān)頻率=2MHz

輸入和輸出針腳使用10 ?F濾波器時(shí)的傳導(dǎo)性EMI測(cè)量。
 

共有兩類傳導(dǎo)性干擾：差模干擾和共模干擾。差模干擾信號(hào)出現(xiàn)在電路輸入端之間，例如：信號(hào)和接地等。電流流經(jīng)同相的兩個(gè)輸入端。但是，1號(hào)電流輸入大小與2號(hào)相等，但方向相反（差動(dòng)參考）。這兩個(gè)輸入端的負(fù)載，形成一個(gè)隨電流強(qiáng)弱變化的電壓。線跡1和差分基準(zhǔn)之間的這種電壓變化，在系統(tǒng)中形成干擾或者通信誤差。
 

在您向電路添加一個(gè)接地環(huán)路或者不良電流通路時(shí)，便出現(xiàn)共模干擾。如果存在某個(gè)干擾源，則線跡 1 和線跡 2 上形成共模電流和共模電壓，而接地環(huán)路充當(dāng)一個(gè)共模干擾源。差模干擾和共模干擾都要求使用特殊的濾波器，來應(yīng)對(duì) EMI 干擾的不利影響。