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PCB的电磁兼容性研究

尹建  
【摘要】: 对于各种简单或复杂的电子产品,都是将外壳、印刷电路板(PCB)以及各种对应接口线(天线,不同频率的信号线,电源等)进行组装,由此得到完整设备。现在在电子产品进入市场以前,需要通过电磁兼容测试并且通过测试,这就需要考虑产品的电磁兼容(EMC)问题,最好在产品详细设计阶段就对电磁兼容性问题进行考虑,才能真正保证产品的电磁兼容性能。如果等产品生产出来后不能通过电磁兼容性标准的测试,导致产品不能销售出去时,才开始考虑解决电磁兼容性问题并寻求高效解决措施,为时已晚。 本论文以印刷电路板的电磁兼容为研究对象,首先对电磁兼容的基本概念和原理、干扰的要素和传播途径、电磁兼容标准规范、实现电磁兼容的措施手段等进行介绍,具体对于各种典型传播耦合方式进行了深入探讨。详细介绍了PCB上的电磁兼容原理,对于主要耦合干扰途径(对PCB上走线的耦合)和PCB的外壳屏蔽进行了详细的理论分析及推导,对PCB板上微带线走线的各种耦合情况和外壳屏蔽进行了建模,包括外电磁场对走线的耦合、孔缝泄漏场对走线的耦合、走线之间的串扰等情况。分析了不同屏蔽体对PCB的屏蔽效能,包括单层屏蔽、多层屏蔽以及孔阵屏蔽体等。 电磁兼容性设计有三种方法:问题解决法、规范法和系统分析法,论文具体分析说明了系统法的电磁兼容设计和分析。进行系统法最重要的是对产品进行前期预测分析,并在过程中不断进行电磁兼容分析评估,其中除了理论分析以及建模,运用专门的电磁兼容分析预测软件是必要的。论文实现了对应的PCB分析预测软件,软件主要针对PCB的主要干扰耦合即走线上的耦合和外场辐射,能够根据参数对PCB板走线引起的电磁干扰进行分析计算,得出最后耦合结果。也可以根据固定的对端接敏感器件的走线耦合要求或标准推导出相应的走线和PCB的物理结构参数,以此来指导设计。 论文分析了PCB上器件的电磁兼容,对具体的某研究所提供的声表面波滤波器,在找出干扰途径以及采取对应措施过程中进行了具体分析计算。在具体的MP3电路中,用系统法进行电磁兼容分析设计。最后测试结果达到对应标准和规范。


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