對(duì)于電子連接器電磁干擾問(wèn)題您了解多少，如果問(wèn)您，如何預(yù)防和處理連接器電磁干擾問(wèn)題您又能說(shuō)出幾點(diǎn)，怕是這樣專業(yè)的問(wèn)題沒(méi)有幾個(gè)人能答上來(lái)。現(xiàn)下，電子系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為幾百兆Hz，所用脈沖的前后沿在亞納秒范圍，高質(zhì)量視頻電路也用以亞納秒級(jí)的象素速率。這些較高的處理速度表示了工程上受到不斷的挑戰(zhàn)。下面仁昊偉業(yè)來(lái)給您談?wù)勥B接器電磁干擾問(wèn)題。
電路上振蕩速率變得更快(上升/下降時(shí)間)，電壓、電流幅度變得更大，問(wèn)題變得更多。因此，解決電磁兼容性(EMC)就更艱難了。
在電路的兩個(gè)波節(jié)之前，快速變化的脈沖電流，表示了所謂差模噪聲源，電路周圍的電磁場(chǎng)可以耦合到其它元件上和侵入連接部分。經(jīng)感性或容性耦合的噪聲是共模干擾。射頻干擾電流是彼此相同的，系統(tǒng)可以建模為：由噪聲源、“受害電路”或“接受者”和回路(通常是底板)組成。用幾個(gè)因素來(lái)描述干擾的大小：噪聲源的強(qiáng)度、干擾電流環(huán)繞面積的大小、變化速率。
于是，盡管在電路中有很可能產(chǎn)生不希望的干擾，噪聲幾乎總是共模型的。一旦在輸入/輸出(I/O)連接器和機(jī)殼或地平面之間接入電纜，有某些RF電壓出現(xiàn)時(shí)，導(dǎo)致幾毫安的RF電流就能足以超過(guò)允許的發(fā)射電平。
噪聲的耦合和傳播
共模噪聲是由于不合理的設(shè)計(jì)產(chǎn)生的。有些典型的原因是不同線對(duì)中個(gè)別導(dǎo)線的長(zhǎng)度不同，或到電源平面或機(jī)殼的距離不同。另一個(gè)原因是元件的缺陷，如磁感應(yīng)線圈與變壓器，電容器與有源器件(例如應(yīng)用特殊的集成電路(ASIC))。
磁性元件，特別是所謂“鐵芯扼流圈”型貯能電感器，是用在電源變換器之中的，總是產(chǎn)生電磁場(chǎng)。磁路中的氣隙相當(dāng)于串聯(lián)電路中的一個(gè)大電阻，那兒要消耗較多的電能。
于是，鐵芯扼流圈，繞制在鐵氧體棒上，在棒周圍產(chǎn)生強(qiáng)的電磁場(chǎng)，在電極附近有最強(qiáng)的場(chǎng)強(qiáng)。在使用回描結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)電源中，變壓器上必定有一個(gè)空隙， 其間有很強(qiáng)的磁場(chǎng)。在其中保持磁場(chǎng)最合適的元件是螺旋管，使電磁場(chǎng)沿管芯長(zhǎng)度方向分布。這就是在高頻工作的磁性元件優(yōu)選螺旋結(jié)構(gòu)的原因之一。
不恰當(dāng)?shù)娜ヱ铍娐吠ǔＲ沧兂筛蓴_源。如果電路要求大的脈沖電流，以及局部去耦時(shí)不能保證小電容或十分高的內(nèi)阻需要，則由電源回路產(chǎn)生的電壓就下降。這相當(dāng)于紋波，或者相當(dāng)于終端間的電壓快速變化。由于封裝的雜散電容，干擾能耦合到其它電路中去，引起共模問(wèn)題。
當(dāng)共模電流污染I/O接口電路時(shí)，該問(wèn)題必須解決在通過(guò)連接器之前。不同的應(yīng)用，建議用不同的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在視頻電路中，那兒I/O信號(hào)是單端的，且公用同一共同回路，要解決它，用小型LC濾波器濾掉噪聲。
在低頻串聯(lián)接口網(wǎng)絡(luò)中，有些雜散電容就足夠?qū)⒃肼暦至鞯降装迳稀２罘烛?qū)動(dòng)的接口，如以太，通常是通過(guò)變壓器耦合到I/O區(qū)域，是在變壓器一側(cè)或兩側(cè)的中心抽頭提供耦合的。這些中心抽頭經(jīng)高壓電容器與底板相連，將共模噪聲分流到底板上，以使信號(hào)不發(fā)生失真。
在I/O區(qū)域內(nèi)的共模噪聲
沒(méi)有一個(gè)通用辦法來(lái)解決所有類型的I/O接口的問(wèn)題。設(shè)計(jì)師們的主要目標(biāo)是將電路設(shè)計(jì)好，而常常忽略了一些視為簡(jiǎn)單的細(xì)節(jié)。一些基本法則能使噪聲在到達(dá)連接器以前，降至最小：
1)將去耦電容設(shè)置在緊挨負(fù)載處。
2)快速變化的前后沿的脈沖電流，其環(huán)路尺寸應(yīng)最小。
3)使大電流器件(即驅(qū)動(dòng)器和ASIC)遠(yuǎn)離I/O端口。
4)測(cè)定信號(hào)的完整性，以保證過(guò)沖和下沖最小，特別是對(duì)于大電流的關(guān)鍵性信號(hào)(如時(shí)鐘，總線)。
5)使用局部濾波，如RF鐵氧體，可吸收RF干擾。
6)提供低阻抗搭接到底板上或在I/O區(qū)域的基準(zhǔn)在底板上。
即使工程師采取許多上述所列的預(yù)防措施，來(lái)減小在I/O區(qū)內(nèi)的RF噪聲，還不能保證這些預(yù)防措施能否成功地足夠滿足發(fā)射要求。有些噪聲是傳導(dǎo)干擾，即在內(nèi)部電路板上按共模電流流動(dòng)。這個(gè)干擾源是在底板和電路等之間。
于是，這個(gè)RF電流一定通過(guò)最低阻抗(在底板和載信號(hào)線之間)的通路流動(dòng)。如果連接器沒(méi)呈現(xiàn)足夠低的阻抗(與底板的搭接處)，這RF電流經(jīng)雜散電容流動(dòng)。當(dāng)這RF電流流過(guò)電纜時(shí)，不可避免地產(chǎn)生發(fā)射。
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