手机EMC测试与设计介绍2012年6月13日.ppt
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4.6.手机EMC设计常用器件:共模扼流圈 EMC工程师必须具备以下八大技能 1、EMC的基本测试项目以及测试过程掌握; 2、产品对应EMC的标准掌握; 3、产品的EMC整改定位思路掌握; 4、产品的各种认证流程掌握; 5、产品的硬件硬件知识,对电路(主控、接口)了解; 6、EMC设计整改元器件(电容、磁珠、滤波器、电感、瞬态抑制器件等)使用掌握; 7、产品结构屏蔽设计技能掌握; 8、对EMC设计如何介入产品各个研发阶段流程掌握。 Thank you! 4.5 AC和CE 4.手机EMC设计常用器件 4.1 电容 4.2 磁珠 4.3 TVS 4.4 压敏电阻 4.5 EMI filter 4.6 共模扼流圈 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 电容在电路中起到滤波作用。 电容器的容抗与频率成反比,正是利用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。 如何选择电容??? 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 然而,在实际工程中,很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果,面对顽固的电磁噪声束手无策。 理想电容的特性。 频率 阻抗 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 实际电容的特性。 实际电容器的电路模型由等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)构成的串联网络。 在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。 频率 阻抗 ESR 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差。 电容引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低。 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 电容越大,谐振点越低。许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解。 电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好,但是由于电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开始随频率的升高而增加,因此对高频噪声的旁路效果变差。 电容值 自谐振频率(MHz) 电容值 自谐振频率(MHz) 1m F 1.7 820 pF 38.5 0.1m F 4 680 pF 42.5 0.01m F 12.6 560 pF 45 3300pF 19.3 470 pF 49 1800 pF 25.5 390 pF 54 1100pF 33 330 pF 60 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。 频率 阻抗 干扰信号频率 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 由于电容器中的介质参数受到温度变化的影响,因此电容器的电容值也随着温度变化。 常用电容器有超稳定型:COG或NPO,稳定型:X7R,和通用型:Y5V或Z5U三种 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 COG电容器的容量几乎随温度没有变化,X7R电容器的容量在额定工作温度范围变化12%以下,Y5V电容器的容量在额定工作温度范围内变化70%以上。这些特性是必须注意的,否则会出现滤波器在高温或低温时性能变化而导致设备产生电磁兼容问题。 X7R 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 COG介质虽然稳定,但介质常数较低,一般在10~100,因此当体积较小时,容量较小。X7R的介质常数高得多,为2000 ~ 4000,因此较小的体积能产生较大的电容,Y5V的介质常数最高,为5000 ~ 25000。 许多人在选用电容器时,片面追求电容器的体积小,这种电容器的介质虽然具有较高的介质常数,但温度稳定性很差,这会导致设备的温度特性变差。这在选用电容器时要特别注意。 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 X7R电容器在额定电压状态下,其容量降为原始值的70%,而Y5V电容器的容量降为原始值的30%!了解了这个特性,在选用电容时要在电压或电容量上留出余量,否则在额定工作电压状态下,滤波器会达不到预期的效果。 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 穿心电容 在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz,甚至超过1GHz。对这样高频的电磁噪声必须使用穿心电容才能有效地滤除。普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声,原因是电容引线电感造成电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用。 穿心电容, 极低的ESR,ESL。 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 穿心电容 4.1.手机EMC设计常用器件:电容 穿心电容:较高的谐振频率,和极低的阻抗。 4.2.手机EMC设计常用器件:磁珠 铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率。铁氧体材料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线
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