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资深工程师教你:如何一步步做好EMC设计

  新型材料的出现和加工工艺水平的不断提高,以及高灵敏度CCD器件和电子学技术的飞速发展,使得高分辨率光学遥感器成为世界各国在空间遥感领域研究的热点。其中,高分辨率相机系统作为侦察手段之一而倍受关注。

  由于没有地球大气层的保护,系统在空间的工作环境比地面环境恶劣、复杂得多。来自银河系,包括太阳的高能带电粒子的轰击、气候的变化无常、力学环境的冲击,使可靠性成为控制系统设计中的关键问题,而其中的电磁兼容性(EMC)设计又是可靠性设计的重要一环。

  在新产品研发阶段就进行EMC设计,比等到产品EMC测试不合时再才进行改进,费用可以大大节省,效率可以大大提高;反之,效率就会降低,费用就会增加。因此在控制系统板级设计时,就要求我们尽量多地考虑EMC问题,力求将EMI降到最低。

  1 形成干扰的基本要素

  各种形式的电磁干扰(EMI)是影响电子设备电磁兼容性的主要因素,在电子系统设计中,为避免干扰,应当首先了解形成干扰的基本要素。形成干扰的基本要素有三个。

  1.1 干扰源

  干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号。干扰源一般分为内部和外部两种。内部干扰是电子设备内部各元部件之间的相互干扰。例如:(1)工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电而造成的干扰;(2)信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合,或导线之间的互感造成的干扰;(3)设备或系统内部某些元件发热,影响元件本身或其他元件的稳定性造成的干扰;(4)大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

  外部干扰是电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰。例如:(1)外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统;(2)外部大功率的设备在空间产生很强的磁场,通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统;(3)空间电磁对电子线路或系统产生的干扰;(4)工作环境温度不稳定,引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰。

  1.2 供能量传输的路径

  传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径有以下三种。

  (1)当干扰源的频率较高,干扰信号的波长又比被干扰对象的结构尺寸小,或者干扰源与被干扰者之间的距离r≥λ/2π时,则干扰信号可以认为是辐射场,它以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量进入被干扰对象的通路。

  (2)干扰信号以漏电和耦合形式,通过绝缘支撑物(包括空气)为媒介,经公共阻抗的耦合进入被航空航天干扰的线路、设备或系统。

  (3)干扰信号还可以通过直接传导方式进入线路、设备或系统。

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