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快速瞬变(EFT)抗扰度的设计,具体有那些措施,对于拥有高速信号的数字电路产品 ...

2024-2-2 23:45| 发布者: 曾工| 查看: 1283| 评论: 1|原作者: 曾工|来自: 电磁兼容网

摘要: 电快速瞬变(EFT)是一种电磁骚扰,它能在电路中产生非常快速的电压脉冲,对高速数字电路造成干扰,可能导致数据错误、系统复位甚至硬件损坏。为了提高高速数字电路产品对EFT的抗扰度,设计时可以采取以下措施: 电 ...
电快速瞬变(EFT)是一种电磁骚扰,它能在电路中产生非常快速的电压脉冲,对高速数字电路造成干扰,可能导致数据错误、系统复位甚至硬件损坏。为了提高高速数字电路产品对EFT的抗扰度,设计时可以采取以下措施:

电源输入端口滤波:
使用高质量的共模和差模滤波器,包括X电容、Y电容以及磁珠或铁氧体扼流圈等元件,以减少传导耦合进来的EFT脉冲。 在输入输出端口上使用滤波器和抑制器,以降低电磁辐射和提高电路的抗扰度。

地线设计优化:
减小接地回路的面积和阻抗,提供低阻抗的接地路径,避免形成大的公共阻抗耦合。 增加接地层的连续性和宽度,尤其是在关键信号区域周围。建立有效的地线系统,以降低地线回流路径的电阻,减小地线干扰。

去耦电容布置:
在集成电路(IC)电源引脚附近放置多个低ESR陶瓷电容进行局部去耦,这有助于吸收瞬态能量并稳定电源电压。

信号线路保护:
对敏感信号线使用适当的TVS二极管(瞬态电压抑制器)进行箝位保护,限制过高的电压尖峰。
在接口处采用隔离器件,如光耦合器或数字隔离器(如TI的ISO72x系列),以降低直接传导噪声的影响。

PCB布线策略:
避免长且未受保护的信号走线,尽可能缩短传输线长度,减小辐射和感应耦合的可能性。
实施良好的信号完整性设计,包括合理的匹配与终端技术,以减少反射及由此产生的过冲。

屏蔽和封装:
采用金属外壳或内部屏蔽层来减少辐射干扰和对外部EFT的敏感性。
确保电缆和连接器具有良好的屏蔽效能,并正确接地。

系统级防护:
软件层面可以实现错误检测和纠正机制,例如奇偶校验、循环冗余校验(CRC)或更高级别的纠错编码(ECC)。

差模传输:
采用差分信号传输可以提高抗干扰能力,因为它能够抵消共模噪声。

瞬态电压抑制器:
在电路中使用适当的瞬态电压抑制器,如TVS二极管,来吸收瞬时电压峰值,保护关键元件免受损害。

遵循标准要求:
符合相关的国际或地区电磁兼容性(EMC)标准,如IEC 61000-4-4标准,确保产品在经过EFT测试时能够满足抗扰度等级要求。

通过上述综合手段的设计和实施,可以有效提升高速数字电路产品的电快速瞬变抗扰度性能。


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引用  曾工    2024-2-2 23:48
对于高速信号的数字电路产品,设计电快速瞬变(EFT)抗扰度的具体措施包括以下几个方面:

电源线的处理:在电源线入口处安装电源线滤波器,以防止干扰进入设备。此外,如果设备使用非金属底盘,则必须在底盘底部添加一块金属板,以便滤波器中的共模滤波器电容器接地。

减小PCB接地线公共阻抗:增加PCB接地导线的面积,减小电感量成分。

加接EFT电感瞬态干扰抑制网络:在电感元件上并接压敏电阻、阻容电路、二极管、TVS管、背靠连接的稳压二极管等。

信号电缆的处理:包括信号电缆屏蔽、信号电缆上安装共模扼流圈和共模滤波电容。

敏感电路的局部屏蔽:对于传导和辐射两者结合的干扰,除了对端口的进线进行处理外,还需对敏感电路进行局部屏蔽。

端口线缆的干扰抑制:对于脉冲群干扰通过辐射电磁场侵入未参加试验的线缆,进而侵入到设备的内部,所以对于这些端口线缆也采取适当的干扰抑制措施,包括对线缆和机壳的屏蔽。

选用性能可靠的关键器件:在电子元器件选择时,选用性能可靠的关键器件。

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