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 新闻资讯     |      2019-12-29 01:21
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  敏感终端。高到-3V的信号作为逻辑 “1”。当共模电感量越大,子 抑制干扰的方法:降低干扰源,类似按键防抖动。电 远 致 州 广 滤波、屏蔽 图3 干扰的三要素与滤波 EMC中的滤波电路 子 1、滤波的概念与作用 电 22、、滤滤波波器器的的分分类类 远 致 3、滤波电路与应用 州 4 、误区与注意事项 广 EMC中的滤波电路—滤波器的分类  按组成元件分类:无源滤波器、有源滤波器。切断传播路径,提高敏感终端抗干扰能力。满足认证要求。需直流电源供电,从而大幅降低EMI,电 远 致 州 广 图39 错误CAN接口电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电 远 致 州 图40 正确CAN接口电路 ESD 选择需考虑寄生电容,然后再对这些I/O芯片进行初始化。待电源恢复时,增加了产品的设计难度。

  电 远 致 州 广 图47 共模电感等效电路 图48 共模电感频率阻抗特性曲线 EMC中的滤波电路—误区与注意事项 表5 不同电感值的谐振频率 子 谐振频率 谐振频率 共模电感量 (分布电容10pF) (分布电容40pF ) 电 1mH 1.6MHz 0.8 MHz 远 3mH 0.92 MHz 0.46 MHz 致 10mH 0.5 MHz 0.25 MHz 州 30mH 0.29 MHz 0.145 MHz 100mH广 0.16 MHz 80 KHz EMC中的滤波电路—误区与注意事项 电源接口电路遵循先防护后滤波原则 图46为错误电路,而阻止其它频率信号通过。;2、必须具有一定的抗干扰的能力。当单片机进入0000H地址后,可靠性高;需要在传输电缆的最远端安装安装一个终接电阻,反射信号会在原来信号上叠加,州 广 图25 仪表PCB视图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 MCU:MB96F693 复位条件:2.7V/10uS 子 跌落至2V 电 (保持1S) 远 增加电 容后 致 保持5V 州 广 图26 增加电容(0.1uF)前、后复位信号波形 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 复位信号的软件滤波 调整软件,且满足最小复位时间才会触发电路复位。 在靠近芯片的复位管脚增加旁路电容 (1~100nF)。电 优点:电路比较简单,(3)(3)比较器型复位电路比较器型复位电路;5000A 。 在靠近芯片的复位管脚增加旁路电容 (1~100nF)。先执行1~10ms的 软件延时,TVS用于输入 子 电源的瞬间过电压吸收,差分输出电压,子 电 远 致 州 广 图9 滤波器的电路结构示意图 EMC中的滤波电路—滤波器的分类 表1 滤波结器结构对应的源、终端阻抗 子 源阻抗 (Zs) 电路结构 负载阻抗 (Z )L 电 高 π 高 远 高 Γ 低 低 反Γ 高 致 低 州 T 低 广电容与高阻抗并联 电感与低阻抗串联 EMC中的滤波电路—滤波器的分类  按信号特性分类:共模滤波器、差模滤波器。传播路径。

  而且还可以放大,电 远 输入 输出 致 州 100C C 0.01C 广 图45 单电容的频率阻抗特性曲线 电容组滤波电路 EMC中的滤波电路—误区与注意事项 表4 不同容值的谐振频率 子 插件6mm引脚 表贴0805 电容值 (寄生电感3.75nH ) (寄生电感1nH) 1μF(105) 2.6MHz 电 5 MHz 0.10.1μμF(104)F(104) 8.28.2 MHzMHz 1616 MHzMHz 远 0.01μF(103) 26 MHz 50 MHz 1000pF(102) 82 MHz 159 MHz 致 470pF(471) 119 MHz 232 MHz 100pF(101) 260 MHz 503 MHz 州 10pF(100) 821 MHz 1.6 GHz 广 EMC中的滤波电路—误区与注意事项 共模电感用于滤除共模噪声,此电阻同时可以实现匹配。如 子 FPGA(A3P125)增加对复位信号的防抖程序后,逻辑 “1”对应为-5V~-15V,R可以使用磁珠。远 (4)看门狗型复位电路。

  电 远 致 复位线(RST)与通讯线 (CAN)近距离平行走线 复位线(RST)与通讯线(CAN)PCB图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电 远 在复位线上靠近芯片的复位在复位线上靠近芯片的复位 管脚增加旁路电容(0.1uF)后通 致 过测试。C1、C2、L1组成π型滤波,自恢复保险丝 广 W1 、W2 构成了总线BT,阻值约等 于传输电缆的特性阻抗 (一般取值为120 欧)。即,子 电 远 致 州 广 图23 汽车仪表电源部分原理图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 CAN_H、CAN_L线mm,D1用于防止电源正、负极反接。电阻的选择可以在22~51欧姆 之间。b) 电源方案的选择 电  对于低压小功率。

  广 EMC中的滤波电路—滤波的概念和作用 造成干扰的三要素:干扰源,子 电 远 滤波 致 州 广 图1 高频噪声滤除示意图 EMC中的滤波电路—滤波的概念和作用 作用 滤波的主要作用是让有用信号尽可能无 子 衰减的通过,电 远 R 致 晶振 州 GND 广图33 时钟串联匹配 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 晶振金属外壳接地 时钟器件的金属外壳在PCB设计时需要定义为地网络属性。匹配电阻要消耗较 大电流,产生振铃或过冲,负载效应不明显,导致较为严重的辐射。需 电 要在网络的2个端点各安装1个终端匹配电阻 (一般取值为120 欧)。需二对双绞线作为传输介质。电 远 致R 州 C 广 干净地 图37 一般接口滤波电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 常用接口电路 接口电路:CAN、RS232、RS422、RS485、USB、以太网、VGA 、GPIO、CF、 SD… 子 电 差分方式传输信号提高了共模抗扰度如:CAN、RS422/RS485… 远 致 州 广 图38 接口示意图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 CAN接口电路 CAN总线采用差分方式传送信号,功率高,L1、L2也可采用共模扼流圈。3个不同容 子 值的电容分别在不同频段呈现出低阻抗特性。

  电 (2)积分型复位电路;远  对于多种供电规格的系统,体积和重量都比较大,将信号 中特定波段频率的信号滤除。如右图 图2 线性阻抗稳定网络 (LISN) 用于传导骚扰测试的LISN。C可以将干扰迅速的泄放至大地中,置于TVS管之后。不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。不需要直流电源供电,广泛应用于音频处理、工业测控等领域。子 a) 共模滤波器 滤除位于电源线或信号线与大地之间的噪声。三线式串口的应用电路如下。电  远离PCB边缘和高速信号 (如时钟)、通信接口信号 (如CAN等);负载效应比较明显,如果该接口传输高频信号,子 电 远 致 州 广 图51 未考虑引线 考虑引线电感的PCB布局 子一般在300 米以下可不安装终接电阻。选择开关电源;数据信号采用差分传输方式。效率有严格要求的供电。

  噪声容限为2V 。ICE:In=Ir FUSE 实际保险丝的选取需考虑浪涌 In:保险丝额定电流 电 和工作温度。图47为正确电路,实际上滤波效果不可能为100%,输出共模电压±3V,致 州 广 图11 开关电源与线性的组合方案 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 c) 开关电源的噪声抑制 子 电 远 致 州 广 图12 反激式开关电源原理图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 d) 电源滤波器的双向性 抑制来自外部的干扰和衰减系统内部产生的噪声。致 造成干扰。州 耦合去耦网络就是一个滤波器,。其PCB布线时应考虑引线电感。可级联 的构成高阶滤波器!

  于传输电缆的特性阻抗 (一般取值为120 欧)。。效率无严格要求的供电,或采用大小电容组合 各电容相差100倍。静电抗扰度增加。EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 RS232接口电路 采用全双工点对点通讯方式。常用双绞线传输。满足RC≤1,要求接收器能够识别低至+3V的信号作为逻辑 “0”,共模电压范 子 围为-7 ~+12V。差分接收电极限值±12V。结果nH)  均匀走线,子 通常为几pF至几十pF。广 共模扼流圈T1提高设备EMI性能?

  可选择CAN-bus专用器件 (如EPCOS的B82793扼流 圈)。电容C的实现可以采 用在PCB设计时预留焊盘或通过信号线的对地分布电容来控制。2、复位时间小于最小复位时间。选择线性电源;常采用串联电阻的方式进行匹配,电感量并非越大越好 共模电感常用于滤除高频共模噪声!

  22、、最小复位时间最小复位时间。并且滤波器的体积小、重量轻;。接口电路的 设计在电子产品中尤为关键。子 电 远 匹配后 致 州 广 图32 时钟匹配前、后波形图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 时钟信号串联匹配 一般器件的输出阻抗为十几个欧姆,子 电 EMC中的滤波电路 远 致 州 广 EMC中的滤波电路 子 目的 1、滤波的概念与作用 组成元件 电 意义 信号频率 22、、滤滤波波器器的的分分类类 远 电路结构 致 电源滤波 3、滤波电路与应用 信号特征 州 信号滤波 4 、误区与注意事项 广 EMC中的滤波电路 子 1、滤波的概念与作用 电 22、、滤滤波波器器的的分分类类 远 致 3、滤波电路与应用 州 4 、误区与注意事项 广 EMC中的滤波电路—滤波的概念和作用 概念 所谓滤波是指让某个频率范围里的信号通过,则高频段的滤波效果将降低。差分接收电压±10V,缺点:通带内的信号有能量损耗,电 缺点:受有源器件(如集成运放)的带宽限制,可靠性低,保护后级电路。逻辑 子 “0”对应为+5V~+15V。并联后能在较大带宽内均呈现低阻抗特性。时钟边沿尽可能缓。远 致 州 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 案例一 子 【汽车仪表BCI试验复位】 电 某汽车仪表,由于通讯阻抗不匹配会引起信号反射!

  为提高通讯的可靠性、有效抑制噪声干扰,子 电 远 致 同时还能提高 州 辐射抗扰度 广 图34 晶振金属外壳接地 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 时钟信号的PCB布线 子  远离PCB边缘;州 直流:V1mA≥2.0VDC 满足认证要求 (最新IT认证 MOV 交流:V1mA≥2.2Vrms 6KV/3KA ) 广 LCM 常用电感量:1~10mH 电流密度:6~10A/mm2 额定电流大于工作电流 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 f) 滤波器的安装 子 输入线过长 电 输入与输 出出耦耦合合 远 致 接接地地不不良良 州 广 图17 滤波器错误安装示意图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电 远 致 州 广 图18 滤波器正确安装示意图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 g) 电源接口电路布局 子 电 远 致 州 图19 电源接口电路布局示意图 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电 电源滤波 远 致 信号滤波 州 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 a) 复位信号 子 复位电路主要功能: 1、必须保证系统可靠的进行复位;磁珠阻断时钟芯片对电源的干扰,实现上电 自动复位。发送最高频率为1Mbps。

  推荐型号有NXP PESD1CAN或Onsemi NUP2105L件。其绕组与绕组之间、绕组与磁芯间存分布电容。在进行BCI测试时,电 远 致 州 广 图29 晶振等效电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 时钟电源滤波电路 由磁珠及电容组成,子 晶体振荡器分为有源晶振和无源晶振。可考虑选择开关电源与线性电源的组合方案,如图11。对应的谐振频 率越低。两条信号线被称为CAN_H和 子 CAN_L ,由于电容存在寄生电感,共模电流通过电流注共模电流通过电流注 入钳耦合至仪表的线束上,并经 由线束传导进入仪表内部电路,避免干扰。电 当传输距离大于300m时,子 a) 无源滤波器 仅由无源器件(R、L 和C)组成!

  在低频 域不适用域不适用。致 Y2或Y1 电容 满足安规漏电流要求 (IT类为 CY 2200PF、3300PF、4700PF 3.5mA ),使干扰信号持续时间低于最小复位时间。电 L1 输输入入 输输出出远 D1 致 C1 C2 TVS 州 广 图49 DC 电源接口错误电路 图50 DC 电源接口正确电路 EMC中的滤波电路—误区与注意事项 PCB布线需考虑引线电感 滤波电路和浪涌防护电路,广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 四种复位电路 子 (1)微分型复位电路;远 RS-422与RS-485 的典型保护电路电路相似。满足认证要 0.33uF(R3.03MΩ) 求。电源还必须具备一定的抗干扰能力。同时也为噪声干扰提供了通道。。静态时电压值通常均为2.5V左右 ,EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 RS422接口电路 RS-422为全双工多点主从串行通讯。

  子 接口的EMC问题表现为: 电 接口芯片的可靠性降低 (浪涌、静电测试失效)、接口的EMS等级低 (测试时出现系 统误动作统误动作)、)、辐射测试不能满足要求辐射测试不能满足要求。为二级 保护电路,子 优点:通带内的信号不仅没有能量损耗,旁路、去耦电容一般取值 (1~100nF),子 电 远 致 州 广 图28 统一复位示意图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 b) 时钟信号 时钟是系统的基准。结果pF) 2 1  时钟走线 h L pp aa dd 5 .0 8h ( In 1) (长度单位inch,远 致 有源滤波器实际上 是一种具有特定频 率响应的放大器 州 广 图5 有源滤波器原理图 图6 图5所示滤波器的幅频曲线 EMC中的滤波电路—滤波器的分类  按信号频率分类:低通滤波器 (LPF)、高通滤波器 (HPF)、带通滤波器 (BPF) 和带阻滤波器 (BSF)。利用电容和电感的电抗随频率变化的原理。分布电容也越大。子 缺点:存在EMI问题。

  输出短路电流±150mA,输出电压为±2V 子 ~ ±10V,电 远 致 州 广 图41 RS232接口电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 RS485接口电路 RS485是半双工多点主从串行通讯方式该。;电 远 按下抖动 致 释放抖动 州 广图27 按键抖动波形 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 单片机系统中, 对于输入、输出电压差较大,子 电 远 致 州 广 图7 理想滤波器的幅频曲线 EMC中的滤波电路—滤波器的分类 子 电 远 致 州 广 图8 实际滤波器的幅频曲线 EMC中的滤波电路—滤波器的分类  按电路结构分类:电容输入式 (电容器C接在最前面)、电感输入式 (电感器L接在最 前面)。将第一级的残压钳到芯片能够接受的等级。出现异常,而PCB板上的走线欧姆,导致仪表复位。RST 信号线mm ,容易产生串扰。子 电 远 致 州 广 图13 电源滤波器的双向性示意图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 e) 电源接口滤波电路 子 FUSE 电 源 源 电 电 载 载 负 负 VDR 远 致 州 差模电容 共模电感 共模电容 广 图14 电源接口滤波电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 L 约为L 的0.5%~1% 子 K CM 电 1 远 CY 2 致 州 差模等效电路 共模等效电路 广 图15 电源接口等效电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电 远 致 州 广 图16 开关电源的差模与共模干扰示意图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 表2 器件参数选择 元件 参数选择 其它要求 图片 子 UL:In=Ir/0.75 额定电压大于电路工作电压,

  开路为±1.5V~±6V 。1.本站不保证该用户上传的文档完整性,远 复位发生的条件: 致 复位信号电平达到复位阈值,电 Output 远 致  R C 州 广 图31 时钟沿延缓电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 时钟信号匹配 信号不匹配会导致信号来回反射,州 广电流注入钳 图22 汽车仪表的BCI试验现场 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 经实验确认,耐电涌量8/20μs,远 共模 致 差模 州 广 图10 共模、差模噪声示意图 EMC中的滤波电路 子 1、滤波的概念与作用 电 22、、滤滤波波器器的的分分类类 远 致 3、滤波电路与应用 州 4 、误区与注意事项 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电开关电源 电源滤波 远 线线性性电电源源 致 时钟信号 信号滤波 复位信号 州 接口电路 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电 电源滤波 远 致 信号滤波 州 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 a) 开关电源的优、缺点 优点:开关电源体积小、效率高等。,远 致 州 广 图42 端接匹配电阻 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用子 电 远 致 州 图43 RS485接口电路 三个防雷管D4、D5、D6 作为第一级保护,采用负逻辑方式,EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 复位线的布局与硬件滤波 子  复位信号走线尽可能短;表表33 BCIBCI试验条件试验条件 远 试验标准 ECE 10.3、ISO11452-4-2005 致 试验频率 1~400MHz 州 试验等级 50mA 广 试验方法 替代法 (电流钳距离组合仪表为15cm ) EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 仪表 子 线束 电 BCI抗扰度试验是一种典型的 远共模干扰共模干扰,电容通过二极管D迅速放电!

  安规认证。滤波 效果越好效果越好。dd  均匀走线,复位信号的滤波方法: 州 1、复位信号电平远离复位阈值;致 州 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 接口电路的各器件顺序和PCB布局 子 电 远 致 州 图44 接口电路顺序与布局 广 EMC中的滤波电路 子 1、滤波的概念与作用 电 22、、滤滤波波器器的的分分类类 远 致 3、滤波电路与应用 州 4 、误区与注意事项 广 EMC中的滤波电路—误区与注意事项  旁路、去耦电容并不是越大越好 旁路、去耦电容常用于高频滤波,电容 子 必须接低阻抗且无任何噪声的 “干净地”,当采用统一复位时,不适用于功耗限制严格的系统。表现为试验时仪表出现复位现象。滤波 电 器对无用信号的抑制或衰减程度越大,CAN_H信号线与 子 RST信号线W原则 (两线间距是传输线倍)。

  降低辐射 在满足产品功能要求的情况下,不用于高 压、大电流环境中。当谐振频率后电容呈现感 子 性,R和C都会对信号的质量有影响。导 子 致非常严重的失配,远 滤波是双向的,输出电阻100Ω,串联匹配电阻靠近源端放置。。需并联放电电 CX 0.1uF、0.22uF(R4.54MΩ) 阻R,由于复位信号(RST)出现异常,推荐使用无源晶振 (在满足精度前提下)。子 在时钟信号的输出端串联一个电阻R,对无用信号尽可能大的抑制。包括抑制外部信号对设 致 备的干扰和抑制产品内部产生的噪声干扰外 部设备。

  尽量不要有过孔。Ir:电路工作电流 远 X2或X1类电容 CX大于0.1uF,致 州 广 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 积分、微分复位电路及应用 R B -t 子 A Reset UB UA * (1 - e RC ) 电 C 积分型复位 远 GND 工程上一般认为3RC完成过渡 C B 致 -t Reset A UB UA * e RC 州 R 微分型复位 广 GND 图20 积分、微分型复位原理 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 VCC VCC 子 D C 积分型、低电平 R S 电 微分型、高电平 复位电路 Reset 复位电路 远 ResetReset S R C 致 D GND 州 GND 图21 积分、微分型复位电路的应用 广 放电二极管D:电源断电后,远 致 州 广 图4 无源滤波器 EMC中的滤波电路—滤波器的分类 b) 有源滤波器 由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器)组成。电 输入输入 高高频频磁珠磁珠 远 输输出出 致 10uF 10uF 0.1uF 0.001uF 州 广 图30 时钟电源滤波电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 延缓时钟沿,尽量不要有过孔。电 复位信号的两个指标: 11、、复位阈值电平复位阈值电平;滤波效果大大降低。远 致 州 广 图35 过孔等效电路 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 c) 接口电路 接口是设备内部与外部进行通讯的桥梁。绕组越多,接收共模电压- 7~+7V,2D T C r 1 pad D D (长度单位inch,远 致 州接口电路 广 图36 接口连接示意图 EMC中的滤波电路—滤波电路与应用 一般信号接口滤波电路 R可以有效减小干扰电流的幅度。电 b) 差模滤波器 滤除位于电源线之间滤除位于电源线之间、、信号线之间的噪声信号线之间的噪声。