EMC技术

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EMC

天线效应

公式

措施

EMC测试

展频技术

如何展频

OTA测试


EMC

三大要素:干扰源、传输介质、敏感设备。

EMI:Electromagnetic Interference,电磁干扰。

EMS:Electro Magnetic Susceptibility,电磁抗扰度。

天线效应

 在PCB板端,传输线长度≥λ/20时,就具备了天线效应。

公式

λ*ƒ=c,波长*频率=光速(真空);

 如30MHz,波长λ=10m;1GHz,波长λ=0.3m=30cm;

措施

三个措施:接地、屏蔽、滤波。

电容,10uf-0.1uf-1nf,靠近芯片引脚放置,退耦、滤波;

磁珠,120ohm-100MHz-800mA,靠近芯片引脚放置,隔离;

芯片处电源脚通常采用电容+磁珠两个措施,来进行EMC预防;

屏蔽:是指利用磁性材料或者低阻金属材料(铝、铜)等将产品或者其局部用金属体包起来。屏蔽可以抑制电磁波从 空间辐射出去或者辐射进来,起到了降低产品对外辐射,提高产品抗外部辐射干扰的能力,是产品实现电磁兼容的有效手段之一。
接地一是为了安全,称为保护接地。电子设备的金属外壳必须接大地,这样可以避免因事故导致金属外壳上出现过高对地电压而危及操作人员和设备的安全。二是为电路或系统提供参考等电位点或面,为电流返回其源提供低阻抗通道。接地是最有效的抑制骚扰源的方法,可解决50%的EMC问题。
滤波:可以把有用信号频谱以外的干扰信号能力加以抑制,它既可以抑制对外的干扰,也能够抑制外部干扰信号对产品的影响,滤波是电路设计中实现电磁兼容的主要手段。

EMC测试

EMC测试一般包含静电测试(ESD)、辐射测试、传导测试、浪涌测试等等。

展频技术

为什么时钟信号比数据信号更容易引起辐射超标。

周期性的信号是窄带频谱,特定的频率的幅值会很高,这对认证测试来说非常的不利。而一般时钟信号都是周期信号,这在电路中是少不了的。有没有什么办法,改造下时钟的频谱,同时又不影响功能呢?答案是有的,那就是展频技术。

如何展频

展频,通常理解,就是将窄带频谱扩展为宽带频谱,让能量不集中到某一个频率点,将能量分散到多个频率点。

我们知道,时钟信号通常都是周期信号,它的频谱就是窄带的,能量集中。要想将它的频谱进行扩宽,那肯定要对时钟信号进行改造,如何改造呢?

原本的时钟信号每个周期都是一样的,周期时间长度也一样,为Tclk。我们可以对其进行微调,比如先将每个时钟周期比上一个时钟周期的时间加长一点点,累计n个周期之后,再将每个时钟周期比上一个时钟周期缩短一点点,再累计n个周期,如此循环。

从上面的描述可以看到,会有几个参数。

一个是调制速度:就是完成一次循环的时间,也就是2n*Tclk,这个时间的倒数就是调制速度对应的调制频率。

一个是调制深度:调制后,会有最长的时钟周期,也有最短的时钟周期,它们相对原始周期长度有一个差值,这个差值除以原来的时钟周期,就是调制深度,是个百分数。

还有一个是调制方式:前说的是时钟周期长度线性增加或者减小,这种方式叫线性调制方式

调制深度越大,频谱越宽,幅度越小,对EMI的抑制作用也就越好。不过呢,调制深度大了,时钟频率变化越大,引起电路时序问题的可能性也就越大。

调制速度降低,对EMI的抑制作用越好。不过通常不会低于30Khz,因为20Khz就处于人耳可听到的范围,为了避免产生噪声,不会再低了。

OTA测试

OTA测试,一般指的是无线模块的接收灵敏度,发射功率灵敏度;一般在OTA实验室进行测试。

设备的接收灵敏度,很大程度跟设备周围的环境有关,比如干扰,会使接收到的信号因为收到干扰,而是其接收灵敏度下降,通常整改的措施即使消除或隔离干扰。

设备的发射功率灵敏度,跟设备参数、通路阻抗是否匹配,是否受到干扰强相关。

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