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上课地点:【上海】:同济大学(沪西)/新城金郡商务楼(11号线白银路站) 【深圳分部】:电影大厦(地铁一号线大剧院站)/深圳大学成教院 【北京分部】:北京中山学院/福鑫大楼 【南京分部】:金港大厦(和燕路) 【武汉分部】:佳源大厦(高新二路) 【成都分部】:领馆区1号(中和大道) 【广州分部】:广粮大厦 【西安分部】:协同大厦 【沈阳分部】:沈阳理工大学/六宅臻品 【郑州分部】:郑州大学/锦华大厦 【石家庄分部】:河北科技大学/瑞景大厦
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课程大纲
 

(一) 电磁兼容基本概念及理论

电磁兼容三要素

频域和时域

周期信号的频谱

随机信号的频谱

差模电流和共模电流

差模辐射和共模辐射

近场和远场

PCB中信号回流及传播方式

dB单位的换算

频率及波长

展频(SSC)

峰值、准峰值和平均值

回路电感、部分电感及净余电感

(二) 辐射发射整改与案例分析

辐射发射标准

辐射发射测试失败的主要原因分析

1) PCB设计缺陷

布局不当

布线不当:

a. 关键走线跨分割:对EMI的影响及整改措施

b. 关键信号换参考:对EMI的影响及整改措施

层叠不当

2) 电缆屏蔽层搭接不良或一致性差或非屏蔽线接口滤波不当

3) 结构屏蔽设计缺陷:缝隙过大、开口过大

辐射发射整改所需仪器设备及器件

频谱仪、近场探头、电流探头、光纤探头、屏蔽室/半电波暗室、磁环、簧片、带导电布的连接器、电源口滤波器、信号线滤波器、铜箔、波导板及吸波材料等

定位小技巧:分辨靠近的谐波源、在多个时钟源中定位主要的时钟源、测试电缆谐振、测试结构谐振、测试部件间或接口间电位差

辐射发射定位及整改的一般步骤

典型案例分享

(三) 传导发射整改与案例分析

传导发射测试标准及限值;

开关电源噪声等效电路:

共模噪声等效电路

差模噪声等效电路

开关电源不同频段噪声性质的经验

开关电源共模噪声和差模噪声分离方法

开关电源CE定位整改必要的仪器设备

开关电源CE整改措施

开关电源输入接口滤波抑制噪声;

多电源模块系统电源外壳与机框良好搭接;

定位内部干扰源和耦合路径,在源头采取EMI抑制措施

典型案例分享

(四) ESD抗扰度整改及案例分析

ESD抗扰度标准及测试;

ESD失效模式分析;

ESD整改措施:

阻止静电能量进入电路:机壳屏蔽、非屏蔽机壳设置金属底板、端口防护、绝缘隔离

加固敏感电路:复位线、中断线等走内层及滤波、

软件容错能力提升等

典型案例分享

(五) 电路板接地及仿真分析

a) PCB中地的概念

信号地:电路地,数字地,模拟地

机壳地

安全地

b) 数字逻辑电流的流动

微带线中信号电流及回流路径

带状线中信号电流及回流的路径

c) 回流参考面电流分布

微带线回流参考面电流分布

带状线回流参考面电流分布:对称,非对称

d) 回流参考面阻抗

微带线回流平面净余部分电感

微带线回流平面电阻

微带线回流平面感抗与电阻的比较

e) 回流参考面噪声电压

考虑走线过孔时微带线回流参考平面电流分布

考虑走线过孔时微带线回流参考平面净电感的测试值

考虑走线过孔时微带线回流参考平面噪声电压的测试值

回流参考平面噪声电压对EMI及SI的影响

f) PCB板中电路的地与机壳的连接

g) 散热器接地仿真分析

散热器天线等效模型

散热器不同数量接地螺柱及不同布置对辐射影响的仿真分析

仿真分析总结

h) 混合信号电路的接地

混合信号电路的EMC问题;

一般数字和模拟混合电路的接地

含大功率电机、继电器等高噪声驱动器的数模混合电路的接地

典型案例分享

(六) 电源/地平面去耦及仿真分析

电源/地平面去耦的目的

电源/地平面间EMI噪声的来源

全局去耦电容EMI去耦效果仿真分析

不同数量均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析

不同封装均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析

不同容值均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析

不同容值全局去耦电容交错分布EMI去耦效果的仿真分析

局部去耦电容EMI/SI去耦效果仿真分析

不同容值局部去耦电容EMI去耦效果的仿真分析

局部去耦电容离干扰源不同距离时EMI去耦效果的仿真分析

局部去耦电容在不同电源/地平面距离时EMI去耦效果的仿真分析

电源/地平面及时钟电路电源的去耦设计规则总结

典型案例分享

(七) PCB布局、层叠和布线EMI设计及仿真分析

PCB布局设计

PCB总体布局分区;

接口电路布局;

关键器件布局

PCB层叠设计

多层板选择的原则及设计目标;

基本的多层板构建区块及组合

PCB布线EMI设计

1) 关键信号走线跨分割对辐射影响仿真分析

跨分割处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射抑制效果

离跨分割处不同距离处增加缝补电容对辐射抑制效果

关键信号跨分割的EMI设计规则

2) 关键信号换参考对辐射影响仿真分析

a.在两个相同性质参考平面(同为GND或同为VCC)间换参考

更换参考平面处增加不同数量缝补过孔对辐射抑制效果

离更换参考平面处不同距离增加缝补过孔对辐射抑制效果

更换的参考平面不同层间距离时增加缝补过孔对辐射抑制效果

b.在两个不同性质参考平面间(一个为VCC、一个为GND)换参考

更换参考平面处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射影响

更换的参考平面不同层间距离时增加缝补电容对辐射抑制效果

c. 关键信号在与同一参考平面相邻的两个信号层间换参考

d.关键信号换参考的EMI设计规则

3) 关键信号PCB表层走线离板边不同距离对EMI辐射仿真分析

关键信号PCB表层走线辐射与板边距离关系

关键信号表层走线EMI设计规则

4) 20H原则仿真分析

20H的基本概念

分析VCC-GND两平面结构VCC内缩20H对EMI辐射的影响;

GND-VCC-GND三平面结构;

a. VCC内缩20H对EMI辐射的影响;

b. VCC范围内增加不同密度的地过孔对EMI辐射的影响;

20H规则对EMI影响的仿真总结

5) 3W原则仿真分析

3W原则的概念及仿真模型;

平行微带线的不同中心间距对串扰的影响;

平行微带线不同线长度、不同介质厚度及不同介电常数时对串扰的影响 ;

3W原则对串扰影响的仿真总结

6) 差分信号的EMI辐射仿真分析

差号线直角拐弯45º斜角长度对EMI的影响;

差号线以4个45º角绕过小障碍物对EMI影响;

差号线以4个45º斜角或圆弧过渡90º绕过大障碍物对EMI影响;

一个相邻差分对对辐射的影响;

两个个相邻差分对对辐射的影响;

差分对内层偏移对辐射的影响;

不平衡的过孔焊盘对EMI的影响

差分线参考平面上的反焊盘对EMI 的影响

差分线EMI辐射仿真分析总结

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(八) EMI滤波、防护电路设计及仿真分析

电源接口滤波及防护设计;

直流端口滤波电路各器件参数影响仿真分析;

-48VDC电源接口滤波防护设计

AC交流端口防护设计

信号接口滤波防护设计;

滤波设计的概念;

单端信号滤波设计(非金属外壳、金属外壳);

差分信号端口滤波设计

单端和差分混合信号电路滤波设计

时钟电路滤波设计;

时钟输出RC滤波;

晶振及驱动器电源去耦设计;

晶振电源去耦仿真分析;

时钟驱动器电源去耦仿真分析

其它端口滤波防护设计

复位电路滤波设计;

面板指示灯电路滤波设计;

拨码开关滤波设计

典型案例分享

(九) 结构、电缆和PCB屏蔽及仿真分析

结构屏蔽效能评估;

解析公式评估;

仿真评估

a. 不同开孔数量对屏效的影响

b. 不同Q值对屏效的影响

c. 不同机箱大小对屏效的影响;

d. 机箱开槽屏效仿真

e. 不影响散热条件下提高屏效的方法举例

电缆的屏蔽

电缆屏蔽层的搭接要求;

电缆屏蔽层与机壳360º搭接的实现方式

PCB屏蔽

PCB边缘屏蔽仿真分析;

a. 周边不同间距地过孔时对屏蔽效能的影响;

b. 电源平面超出周边地过孔时对屏蔽效能的影响

PCB局部屏蔽

 
 
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