解決方案

電視系統(tǒng)中電磁兼容元器件的選擇方法

電視系統(tǒng)中電磁兼容元器件的選擇方法

    在電視系統(tǒng)中電磁兼容的要求越來越高，如何在設(shè)計中減少電磁干擾是很多設(shè)計人員正在思考的一個問題，主要針對電視系統(tǒng)中電磁兼容元器件的選擇進(jìn)行闡述，希望對設(shè)計人員能夠起到一定的幫助。

    在大多數(shù)情況下，電路的基本元件滿足電磁特性的程度將決定著功能單元和*后的設(shè)備滿足電磁兼容性的程度。實用的元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實用的元件本身可能就是一個干擾源，因此正確選用元件非常重要。下面對電視系統(tǒng)中電磁兼容元器件的選擇方法進(jìn)行闡述：
1、無源器件的選用
    電視系統(tǒng)中的無源器件主要有電阻、電容、二極管。
    1)電阻的選用。由于表面貼裝元件具有低寄生參數(shù)的特點(diǎn)，因此，表面貼裝電阻總是優(yōu)于有引腳電阻。在電視系統(tǒng)中，目前主要采用表面貼裝元件。
    2)電容器的選用。鋁電解電容和鉭電解電容適用于低頻終端，主要是存儲器和低頻濾波器領(lǐng)域。在中頻范圍內(nèi)(從kHz到MHz)，陶質(zhì)電容比較適合，常用于去耦電路和高頻濾波。特殊的低損耗(通常價格比較昂貴)陶質(zhì)電容和云母電容適合于甚高頻應(yīng)用和微波電路。為得到*好的EMC特性，電容具有低的ESR(Equivalent~riesResistance，等效串聯(lián)電阻)值是很重要的，因為它會對信號造成大的衰減，特別是在應(yīng)用頻率接近電容諧振頻率的場合。
    旁路電容：通常鋁電解電容和鉭電容比較適合作旁路電容，其電容值取決于PCB板上的瞬態(tài)電流需求，一般在10至470 F范圍內(nèi)。
    去耦電容：去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。實際上，旁路電容和去耦電容都應(yīng)該盡可能放在靠近電源輸人處以幫助濾除高頻噪聲。去耦電容的取值大約是旁路電容的1／1o0到1／1000。去耦電容應(yīng)盡可能地靠近每個集成塊(Ic)，因為布線阻抗將減小去耦電容的效力。陶瓷電容常被用來去耦，其值決定于*快信號的上升時間和下降時間。除了考慮電容值外，ESR值也會影響去耦能力。為了去耦，應(yīng)該選擇ESR值低于1歐姆的電容。
    3)二極管的選用。二極管是*簡單的半導(dǎo)體器件。由于其獨(dú)特的特性，某些二極管有助于解決并防止與EMC相關(guān)的一些問題。許多電路為感性負(fù)載，在高速開關(guān)電流的作用下，系統(tǒng)中產(chǎn)生瞬態(tài)尖峰電流。二極管是抑制尖峰電壓噪聲源的*有效的器件之一。
    在控制應(yīng)用中，無論有刷還是無刷電機(jī)，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時，都將產(chǎn)生電刷噪聲或換向噪聲。因此需要噪聲抑制二極管，為了改進(jìn)噪聲抑制效果，二極管應(yīng)盡量靠近電機(jī)接點(diǎn)。
    在電源輸入電路中，需要用Ⅳs或高電壓變阻器進(jìn)行噪聲抑制。信號連接接口的EMI問題之一是靜電放電(ESD)。屏蔽電纜和連接器可用于保護(hù)信號不受外界靜電的干擾。另一種方法是使用，nrs或變阻器保護(hù)信號線。
2、模擬與邏輯有源器件的選用
    電磁干擾發(fā)射和電磁敏感度的關(guān)鍵是模擬與邏輯有源器件的選用。
    必須注意有源器件固有的敏感特性和電磁發(fā)射特性。
    1)模擬器件的選擇。從電磁兼容的角度選擇模擬器件不象選擇數(shù)字器件那樣直接，雖然同樣希望發(fā)射、轉(zhuǎn)換速率、電壓波動、輸出驅(qū)動能力要盡量小，對大多數(shù)有源模擬器件，確保后續(xù)產(chǎn)品性能參數(shù)的一致性是十分重要的，敏感模擬器件的廠商提供電磁兼容或電路設(shè)計上的信噪處理技巧或PCB布局。
    2)邏輯器件的選擇。高技術(shù)集成電路的生產(chǎn)商可以提供詳盡的電磁兼容設(shè)計說明。設(shè)計人員要了解這些并嚴(yán)格按要求去做。詳盡的電磁兼容設(shè)計建議表明：生產(chǎn)商關(guān)心的是用戶的真正需求，這在選擇器件時是必須考慮的因素。在早期設(shè)計階段，如果Ic的電磁兼容特性不清楚，可以通過一簡單功能電路(至少時鐘電路要工作)進(jìn)行各種電磁兼容測試，同時要盡量在高速數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)完成操作。發(fā)射測試可方便地在一標(biāo)準(zhǔn)測試臺上進(jìn)行，選擇那些明顯地比其他一些器件噪聲小得多的器件，測試抗擾度時可采用同樣的方式進(jìn)行，以尋找能承受更大干擾的器件。
3、磁環(huán)的應(yīng)用
    磁性元件是一種可以將磁場和電場聯(lián)系起來的元件，其固有的、可以與磁場互相作用的能力使其潛在地比其他元件更為敏感。這些元件一方面會產(chǎn)生令人討厭的電磁干擾問題，同時它又是抑止電磁干擾不可或缺的器件。和電容類似，聰明地使用電感也能解決許多電磁兼容問題。
    鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。例如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。
    鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。
    鐵氧體抑制元件應(yīng)當(dāng)安裝在靠近干擾源的地方。對于輸入，輸出電路，則應(yīng)盡量靠近屏蔽殼的進(jìn)、出口處。安裝時還應(yīng)當(dāng)注意，鐵氧體元件易破碎，應(yīng)采取可靠的固定措施。
4、開關(guān)元件的選用
    開關(guān)回路是開關(guān)電源產(chǎn)生電磁騷擾*直接和*主要的來源。在開關(guān)回路中，開關(guān)管是核心。我們實際設(shè)計和測試中發(fā)現(xiàn)，對同一開關(guān)電源，其他部分保持不變，用同樣耐壓和電流容量的不同品牌的開關(guān)管進(jìn)行輻射騷擾測試，整體騷擾*大的與*小的可能相差15～20dB。對傳導(dǎo)騷擾的頻率**，我們也發(fā)現(xiàn)同樣的現(xiàn)象(對傳導(dǎo)騷擾的頻率低端這種現(xiàn)象沒有**明顯)。這與開關(guān)管在設(shè)計中有否考慮電磁兼容有關(guān)。好的開關(guān)管在設(shè)計中考慮到了高頻率抑制及開關(guān)瞬間的震蕩并兼顧了轉(zhuǎn)換效率，這種開關(guān)管成本可能會高些。
5、總結(jié)語
    本文僅針電視系統(tǒng)中電磁兼容元器件的選擇方法對電視系統(tǒng)中元器件的選擇做了闡述，但電磁兼容設(shè)計不僅僅靠元器件本身能夠解決，還需要在系統(tǒng)設(shè)計上有更多的考慮，后期會在系統(tǒng)設(shè)計上進(jìn)行更多的研究，給廣大設(shè)計人員帶來更多的設(shè)計經(jīng)驗。

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