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监控用电力仪表的电磁兼容设计(4)

北极星智能电网在线  来源:OFweek 电子工程网    2015/3/31 14:57:57  我要投稿  

数字芯片均应做去耦设计,特别是携带丰富高次谐波的数字电源引脚,通常用0.1uF电容与1nF电容并联。对于数字芯片中因结构、传输路径等客观因素影响的关键信号均应做去耦设计,去耦时应注意不要影响信号的正常传输。

对于特别敏感的电路单元,在成本允许和结构设计时应充分考虑,针对辐射试验项目(RS和RE)屏蔽材料选择铝或铜等金属,设计时为保证足够的屏蔽效能应保证低接地阻抗,在此不作详细说明。

4 结构级、PCB级设计

结构上需要考虑静电放电、射频电磁场辐射、辐射发射三项EMC试验项目,下面主要以因结构限制,在PCB设计中常出现的一些问题进行分析。

常见问题一,仪表因自身结构紧凑,内部常由几块PCB构成,PCB之间通过插针、互联排线等连接,如何进行EMI防护?

这些都是EMC最为脆弱的环节,当连线长度与干扰频率的波长可比拟时,既容易接收到外界的干扰,也容易将内部干扰带出产品,引起EMI超标。

设计时可从以下三方面着手解决:①对插针中传递的信号进行滤波;②尽量减少插针、互联排线的长度(从工艺角度可将其捆扎);③增加地针数目,最好采用“地--信号1--地--信号2--地--信号3--地”方式,减少信号的回路面积,降低不同PCB之间的Zgnd.

常见问题二,针对液晶显示屏,LED指示灯,孔缝等如何进行静电ESD防护?

在设计中建议对液晶显示屏采取透明材料绝缘处理,或增大与内部电路的放电距离。

PCB布线时应注意:①滤波器设计时不要让输入输出分开,避免耦合,最好采用“一”或“L”型;②对关键芯片的敏感信号去耦时,去耦电容应紧靠其管脚,以减小回路面积;③敏感信号不能从晶振底部穿越,也不能离靠近仪表端口,长距离传输时,应注意采用包地方式;④尽量缩短关键信号的传递路径距离,采用伴地设计时,注意增加地过孔的数目;⑤注意不要让敷地存在地割裂情况;⑥通过增加距离来降低相信号通道间的空间耦合;⑦通过正交来解决PCB顶层和底层信号的相互影响;⑧模拟地和数字地在一点处连接,A/D通常视作模拟器件。

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