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随着单片机系统在消费类电子、医疗设备、工业自动化、智能仪器仪表及航空航天等领域的广泛应用,其面临的电磁干扰(EMI)问题日益严峻。欧时单片机开发工程师介绍,为了确保系统在复杂电磁环境中的稳定运行,电磁兼容性(EMC)设计成为单片机系统开发中的关键环节。
一、电磁兼容性的基本概念
德鲁克ptx 56n2-ta-a2-ca-ho-rj-s200电磁兼容性(EMC)包含系统的发射性能与抗干扰性能两个方面。一个理想的单片机系统应满足以下三个条件:
(1)对其他系统不产生干扰;
(2)对外部电磁发射不敏感;
(3)系统内部模块之间无相互干扰。
即使无法完全消除干扰,也必须将其抑制在可接受范围内,确保系统的可靠性和安全性。
二、电磁干扰的主要来源与耦合路径
pmp5074电磁干扰的产生途径主要包括直接耦合(如传导)与间接耦合(如辐射、串扰)。以下是几种典型的干扰耦合方式:
1. 传导性 EMI(Conductive EMI)
ht7533通过导线、电源线或公共电阻路径传递的干扰。例如:
(1)噪声可能由电源线引入;
(2)不合理的去耦设计会放大噪声信号。
2. 公共阻抗耦合(Common Impedance Coupling)
当不同电路的电流流经同一地线或公共路径时,产生的电压降可引入耦合干扰。例如:模拟信号地与数字信号地共用地线,容易引发信号畸变或误触发。
3. 辐射耦合(Radiated Coupling)
又称串扰(Crosstalk),是高速信号在PCB走线中通过电磁感应影响相邻导线的典型现象,常见于:时钟线、复位线、通信总线附近。
4. 辐射发射(Radiated Emission)
主要包括:
(1)差模(DM)辐射:由信号线上存在的差模电流引起;
(2)共模(CM)辐射:因系统地电位漂移或共地电流不平衡而产生,CM辐射通常更难抑制。
三、影响EMC的主要因素
1. 电源电压
(1)电压越高,干扰信号幅度越大;
(2)低电压系统虽然减小了发射,但对外部干扰更加敏感。
2. 系统工作频率
(1)高频产生更强的电磁发射;
(2)高速开关器件在状态切换时易产生电流尖峰;
(3)高频系统更需重视布线、去耦与屏蔽设计。
3. 接地方式
合理接地是EMC设计的基础:
(1)当频率< 1MHz,单点接地。
(2)当频率>10MHz,多点接地。
(3)当频率1——10MHz,应视具体情况选择混合接地。
4. PCB设计
良好的PCB布局可大幅降低系统发射与敏感度问题,是EMC设计的核心。
5. 电源去耦
(1)瞬态电流尖峰可能通过电源线扩散,需用去耦电容和滤波网络吸收;
(2)高频电路尤其敏感,高di/dt信号线附近应放置陶瓷电容。
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