电磁兼容系统要求
本文介绍了电磁兼容系统(EMC)的要求和电磁兼容系统的设计。
我们在家里看到，在看电视时，当直流电机或混合器与交流电源连接并接通电源时，会在电视屏幕上产生噪音。我们还注意到闪电会在电视接收器中产生噪音。直流电动机、闪电、荧光灯都是电磁干扰源。电磁发射有两种类型，即辐射和传导。辐射辐射是指不受欢迎的电磁波辐射导致附近系统的故障。传导辐射是指通过电力线产生的不受欢迎的辐射，对与同一电力线相连的其他系统造成干扰。
电磁干扰(EMI)是指由另一个系统的不受欢迎的电磁辐射对一个系统造成的干扰。电磁兼容(EMC)是指一个系统不辐射不需要的电磁波，从而使另一个系统能够正常工作的能力。
换句话说，如果一个电磁系统能够与其他电子系统兼容，并且不产生或接受无意的辐射，那么这个电磁系统就被称为与其环境电磁兼容。
使系统具有电磁兼容性的基本要求如下:
•系统本身不会辐射任何无意的辐射，即不会对其他系统造成干扰。
•该系统不会受到任何无意的辐射，即它应该容易受到其他系统的辐射。
•系统之间的耦合路径将尽可能地低效。
•系统的任何组件或模块都不会对同一系统本身产生干扰。当振荡器没有适当屏蔽或射频电路的直流供电线路设计不当时，也观察到同样的影响。
由于数字系统中干扰的增加，美国联邦通信委员会(FCC)规定了电磁辐射的限制。如果系统满足这些限制，则称其为EMC兼容系统。有两种类型的设备基于他们的应用，即类A(商业用途)和类B(住宅用途)。FCC已经为这些A类和B类设备定义了不同频率范围内的传导发射和辐射发射限制。请参考传导和辐射极限更多信息。
如果这些不受欢迎的辐射没有被最小化，它将与其他附近的电路耦合，并将产生不同类型的问题，如串扰，传播延迟，寄生效应，假触发等。因此，在设计基于微带和其他射频结构的PCB时，需要考虑以下问题。
电磁兼容系统设计
以下是设计时需要注意的重要方面电磁兼容系统：
•接地问题:我们知道用于接地的导体会有一定的阻抗，因此任何电流通过不完美的接地导体，在接地导体的不同位置会有不同的电位。地面网格结构被用来减少这个问题。电网必须连接在所有点使用通孔，以使其更有效。
•发射模型:系统中的非故意天线是电线、PCB地和其他金属结构。根据电流流过两个闭合的导线或土地，有两种模式，即共模和微分模。在相同频率和线长条件下，差模辐射场比共模辐射场小。但差分模发射场与频率有关，因此差分模发射场随频率的增加而增大。通过减小电流水平和减小回路面积，可以减小发射场的差模。通过减小线路长度和电流电平，共模发射电平被最小化。
时钟脉冲实现:在由数字和模拟部分组成的混合电路设计中，时钟脉冲实现非常重要。我们知道时钟信号是周期性和确定性的信号。我们知道纯方波会有很多正弦波的谐波。方波由高频谱分量组成。通过将方形脉冲的形状改变为梯形脉冲，可以大大降低这些高频发射。这是通过将上升和下降时间引入方波脉冲来实现的。
•减少串扰:这可以通过在活动互连附近提供屏蔽地线来实现。
•基板材料选择:MMIC的基板是一块可以蚀刻所有RF电路布局的材料。在这个布局上焊接不同的射频组件。理想的衬底材料应该具有高介电常数，低损耗因子，并且在整个工作频率范围内直流电压没有变化。
•导体材料的选择:理想的导体材料应具有较高的导电性、较低的温度系数以及与基材的良好附着力。
•阻抗失配:线路应完美端接，特性阻抗值应合适。否则将导致反射和阻尼振荡。
•电源:使用铁氧体珠和/或电容器的电源应尽量减少变化和瞬态。
有了以上考虑，就可以设计电磁兼容系统。
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