連(lián)接器的(de)電(diàn)磁干(gàn)擾問(wèn)題(tí)如(rú)何預防和(hé)解(jiě)決？

電(diàn)路(lù)上(shàng)振蕩速率变得更(gèng)快(kuài)(上(shàng)升/下(xià)降时(shí)間(jiān))，電(diàn)壓/電(diàn)流幅度(dù)变得更(gèng)大(dà)，問(wèn)題(tí)变得更(gèng)多(duō)。因(yīn)此(cǐ)，今天(tiān)同(tóng)以(yǐ)前相比，解(jiě)決電(diàn)磁兼容性(EMC)就更(gèng)艱難了(le)。

在(zài)電(diàn)路(lù)的(de)两(liǎng)个(gè)波(bō)节(jié)之(zhī)前，快(kuài)速变化(huà)的(de)脈沖電(diàn)流，表(biǎo)示了(le)所(suǒ)謂差模噪聲源，電(diàn)路(lù)周圍的(de)電(diàn)磁场(chǎng)可(kě)以(yǐ)耦合到(dào)其(qí)它(tā)元(yuán)件(jiàn)上(shàng)和(hé)侵入(rù)連(lián)接部(bù)分。經(jīng)感(gǎn)性或容性耦合的(de)噪聲是(shì)共模干(gàn)擾。射頻干(gàn)擾電(diàn)流是(shì)彼(bǐ)此(cǐ)相同(tóng)的(de)，系(xì)統可(kě)以(yǐ)建模为(wèi)：由(yóu)噪聲源、“受害電(diàn)路(lù)”或“接受者”和(hé)回(huí)路(lù)(通(tòng)常是(shì)底闆)組成(chéng)。用(yòng)幾(jǐ)个(gè)因(yīn)素来(lái)描述干(gàn)擾的(de)大(dà)小：噪聲源的(de)强度(dù)、干(gàn)擾電(diàn)流环(huán)繞面(miàn)積的(de)大(dà)小、变化(huà)速率。

于(yú)是(shì)，盡管(guǎn)在(zài)電(diàn)路(lù)中(zhōng)有(yǒu)很可(kě)能産生(shēng)不(bù)希望的(de)干(gàn)擾，噪聲幾(jǐ)乎總(zǒng)是(shì)共模型的(de)。一(yī)旦在(zài)輸入(rù)/輸出(chū)(I/O)連(lián)接器和(hé)機(jī)壳或地(dì)平面(miàn)之(zhī)間(jiān)接入(rù)電(diàn)缆(lǎn)，有(yǒu)某些(xiē)RF電(diàn)壓出(chū)現(xiàn)时(shí)，導致(zhì)幾(jǐ)毫(háo)安(ān)的(de)RF電(diàn)流就能足以(yǐ)超过(guò)允許的(de)發(fà)射電(diàn)平。

噪聲的(de)耦合和(hé)傳播

共模噪聲是(shì)由(yóu)于(yú)不(bù)合理(lǐ)的(de)设計(jì)産生(shēng)的(de)。有(yǒu)些(xiē)典型的(de)原因(yīn)是(shì)不(bù)同(tóng)線(xiàn)对(duì)中(zhōng)个(gè)别導線(xiàn)的(de)长(cháng)度(dù)不(bù)同(tóng)，或到(dào)電(diàn)源平面(miàn)或機(jī)壳的(de)距离不(bù)同(tóng)。另(lìng)一(yī)个(gè)原因(yīn)是(shì)元(yuán)件(jiàn)的(de)缺陷，如(rú)磁感(gǎn)應(yìng)線(xiàn)圈与变壓器，電(diàn)容器与有(yǒu)源器件(jiàn)(例如(rú)應(yìng)用(yòng)特(tè)殊的(de)集成(chéng)電(diàn)路(lù)(ASIC))。

磁性元(yuán)件(jiàn)，特(tè)别是(shì)所(suǒ)謂“铁(tiě)芯扼流圈”型貯能電(diàn)感(gǎn)器，是(shì)用(yòng)在(zài)電(diàn)源变換器之(zhī)中(zhōng)的(de)，總(zǒng)是(shì)産生(shēng)電(diàn)磁场(chǎng)。磁路(lù)中(zhōng)的(de)气(qì)隙相當于(yú)串聯電(diàn)路(lù)中(zhōng)的(de)一(yī)个(gè)大(dà)電(diàn)阻，那(nà)兒要(yào)消耗较多(duō)的(de)電(diàn)能。

于(yú)是(shì)，铁(tiě)芯扼流圈，繞制在(zài)铁(tiě)氧體(tǐ)棒上(shàng)，在(zài)棒周圍産生(shēng)强的(de)電(diàn)磁场(chǎng)，在(zài)電(diàn)极(jí)附近(jìn)有(yǒu)强的(de)场(chǎng)强。在(zài)使用(yòng)回(huí)描結構的(de)開(kāi)關(guān)電(diàn)源中(zhōng)，变壓器上(shàng)必定(dìng)有(yǒu)一(yī)个(gè)空隙， 其(qí)間(jiān)有(yǒu)很强的(de)磁场(chǎng)。在(zài)其(qí)中(zhōng)保持(chí)磁场(chǎng)最(zuì)合适的(de)元(yuán)件(jiàn)是(shì)螺旋管(guǎn)，使電(diàn)磁场(chǎng)沿管(guǎn)芯长(cháng)度(dù)方向(xiàng)分布(bù)。这(zhè)就是(shì)在(zài)高(gāo)頻工作(zuò)的(de)磁性元(yuán)件(jiàn)優選螺旋結構的(de)原因(yīn)之(zhī)一(yī)。

不(bù)恰當的(de)去(qù)耦電(diàn)路(lù)通(tòng)常也(yě)变成(chéng)干(gàn)擾源。如(rú)果(guǒ)電(diàn)路(lù)要(yào)求大(dà)的(de)脈沖電(diàn)流，以(yǐ)及(jí)局部(bù)去(qù)耦时(shí)不(bù)能确保小電(diàn)容或十(shí)分高(gāo)的(de)內(nèi)阻需要(yào)，則由(yóu)電(diàn)源回(huí)路(lù)産生(shēng)的(de)電(diàn)壓就下(xià)降。这(zhè)相當于(yú)紋波(bō)，或者相當于(yú)終(zhōng)端間(jiān)的(de)電(diàn)壓快(kuài)速变化(huà)。由(yóu)于(yú)封(fēng)裝(zhuāng)的(de)雜散(sàn)電(diàn)容，干(gàn)擾能耦合到(dào)其(qí)它(tā)電(diàn)路(lù)中(zhōng)去(qù)，引起共模問(wèn)題(tí)。

當共模電(diàn)流污染I/O接口(kǒu)電(diàn)路(lù)时(shí)，該問(wèn)題(tí)必須解(jiě)決在(zài)通(tòng)过(guò)連(lián)接器之(zhī)前。不(bù)同(tóng)的(de)應(yìng)用(yòng)，建議用(yòng)不(bù)同(tóng)的(de)方法来(lái)解(jiě)決这(zhè)个(gè)問(wèn)題(tí)。在(zài)視頻電(diàn)路(lù)中(zhōng)，那(nà)兒I/O信(xìn)号(hào)是(shì)單端的(de)，且(qiě)公(gōng)用(yòng)同(tóng)一(yī)共同(tóng)回(huí)路(lù)，要(yào)解(jiě)決它(tā)，用(yòng)小型LC濾波(bō)器濾掉噪聲。

在(zài)低(dī)頻串聯接口(kǒu)网(wǎng)絡中(zhōng)，有(yǒu)些(xiē)雜散(sàn)電(diàn)容就足夠将噪聲分流到(dào)底闆上(shàng)。差分驅动的(de)接口(kǒu)，如(rú)以(yǐ)太，通(tòng)常是(shì)通(tòng)过(guò)变壓器耦合到(dào)I/O區(qū)域，是(shì)在(zài)变壓器一(yī)側或两(liǎng)側的(de)中(zhōng)心(xīn)抽头(tóu)提(tí)供耦合的(de)。这(zhè)些(xiē)中(zhōng)心(xīn)抽头(tóu)經(jīng)高(gāo)壓電(diàn)容器与底闆相連(lián)，将共模噪聲分流到(dào)底闆上(shàng)，以(yǐ)使信(xìn)号(hào)不(bù)發(fà)生(shēng)失真(zhēn)。

在(zài)I/O區(qū)域內(nèi)的(de)共模噪聲

沒(méi)有(yǒu)一(yī)个(gè)通(tòng)用(yòng)辦(bàn)法来(lái)解(jiě)決所(suǒ)有(yǒu)類(lèi)型的(de)I/O接口(kǒu)的(de)問(wèn)題(tí)。设計(jì)师(shī)们(men)的(de)主(zhǔ)要(yào)目标是(shì)将電(diàn)路(lù)设計(jì)好(hǎo)，而(ér)常常忽略了(le)一(yī)些(xiē)視为(wèi)簡單的(de)细(xì)节(jié)。一(yī)些(xiē)基本(běn)法則能使噪聲在(zài)到(dào)达(dá)連(lián)接器以(yǐ)前，降至(zhì)最(zuì)小：

1)将去(qù)耦電(diàn)容设置在(zài)緊挨負载(zài)處(chù)。

2)快(kuài)速变化(huà)的(de)前後(hòu)沿的(de)脈沖電(diàn)流，其(qí)环(huán)路(lù)尺(chǐ)寸(cùn)應(yìng)最(zuì)小。

3)使大(dà)電(diàn)流器件(jiàn)(即驅动器和(hé)ASIC)遠(yuǎn)离I/O端口(kǒu)。

4)測定(dìng)信(xìn)号(hào)的(de)完整性，以(yǐ)确保过(guò)沖和(hé)下(xià)沖最(zuì)小，特(tè)别是(shì)对(duì)于(yú)大(dà)電(diàn)流的(de)關(guān)鍵性信(xìn)号(hào)(如(rú)时(shí)鐘(zhōng)，總(zǒng)線(xiàn))。

5)使用(yòng)局部(bù)濾波(bō)，如(rú)RF铁(tiě)氧體(tǐ)，可(kě)吸收(shōu)RF干(gàn)擾。

6)提(tí)供低(dī)阻抗搭接到(dào)底闆上(shàng)或在(zài)I/O區(qū)域的(de)基準在(zài)底闆上(shàng)。 射頻噪聲和(hé)連(lián)接器

即使工程师(shī)采取(qǔ)許多(duō)上(shàng)述所(suǒ)列的(de)預防措施，来(lái)减小在(zài)I/O區(qū)內(nèi)的(de)RF噪聲，還(huán)不(bù)能确保这(zhè)些(xiē)預防措施能否成(chéng)功地(dì)足夠滿足發(fà)射要(yào)求。有(yǒu)些(xiē)噪聲是(shì)傳導干(gàn)擾，即在(zài)內(nèi)部(bù)電(diàn)路(lù)闆上(shàng)按共模電(diàn)流流动。这(zhè)个(gè)干(gàn)擾源是(shì)在(zài)底闆和(hé)電(diàn)路(lù)等之(zhī)間(jiān)。

于(yú)是(shì)，这(zhè)个(gè)RF電(diàn)流一(yī)定(dìng)通(tòng)过(guò)最(zuì)低(dī)阻抗(在(zài)底闆和(hé)载(zài)信(xìn)号(hào)線(xiàn)之(zhī)間(jiān))的(de)通(tòng)路(lù)流动。如(rú)果(guǒ)連(lián)接器沒(méi)呈現(xiàn)足夠低(dī)的(de)阻抗(与底闆的(de)搭接處(chù))，这(zhè)RF電(diàn)流經(jīng)雜散(sàn)電(diàn)容流动。當这(zhè)RF電(diàn)流流过(guò)電(diàn)缆(lǎn)时(shí)，不(bù)可(kě)避免地(dì)産生(shēng)發(fà)射。

使共模電(diàn)流注入(rù)到(dào)I/O區(qū)的(de)另(lìng)一(yī)機(jī)理(lǐ)，是(shì)附近(jìn)有(yǒu)强的(de)干(gàn)擾源的(de)耦合。甚至(zhì)有(yǒu)些(xiē)“屏蔽”連(lián)接器也(yě)無用(yòng)，因(yīn)为(wèi)干(gàn)擾源就在(zài)連(lián)接器附近(jìn)，如(rú)PC機(jī)环(huán)境。如(rú)果(guǒ)在(zài)連(lián)接器和(hé)底闆之(zhī)間(jiān)有(yǒu)一(yī)个(gè)缺口(kǒu)，此(cǐ)處(chù)所(suǒ)感(gǎn)應(yìng)的(de)RF電(diàn)壓可(kě)以(yǐ)使EMC性能下(xià)降。

屏蔽連(lián)接器方法有(yǒu)，加指形簧片(piàn)或垫(diàn)片(piàn)。連(lián)接器的(de)搭接，是(shì)在(zài)連(lián)接器和(hé)機(jī)壳之(zhī)間(jiān)填滿空處(chù)。这(zhè)个(gè)方法要(yào)求有(yǒu)一(yī)个(gè)襯垫(diàn)。金(jīn)屬襯垫(diàn)较好(hǎo)，只要(yào)處(chù)理(lǐ)合适，也(yě)就是(shì)说(shuō)，只要(yào)表(biǎo)面(miàn)不(bù)被污染，只要(yào)手(shǒu)不(bù)觸及(jí)或損壞襯垫(diàn)以(yǐ)及(jí)只要(yào)有(yǒu)足夠的(de)壓力，以(yǐ)保持(chí)好(hǎo)的(de)、低(dī)阻抗的(de)接觸。

别的(de)方法是(shì)連(lián)接器裝(zhuāng)接头(tóu)片(piàn)或者把(bǎ)連(lián)接器安(ān)裝(zhuāng)在(zài)機(jī)壳上(shàng)。此(cǐ)时(shí)，最(zuì)大(dà)接觸面(miàn)稍微小些(xiē)，且(qiě)應(yìng)嚴格控制接头(tóu)片(piàn)的(de)尺(chǐ)寸(cùn)和(hé)彈性。安(ān)裝(zhuāng)屏蔽連(lián)接器时(shí)，在(zài)機(jī)壳上(shàng)開(kāi)口(kǒu)，開(kāi)口(kǒu)的(de)一(yī)側要(yào)去(qù)掉油(yóu)污，要(yào)仔细(xì)制作(zuò)，若公(gōng)差不(bù)合适，導致(zhì)連(lián)接器在(zài)機(jī)壳內(nèi)陷入(rù)太深，使搭接中(zhōng)断。每位(wèi)EMC工程师(shī)知道(dào)，在(zài)“极(jí)好(hǎo)”的(de)系(xì)統當中(zhōng)，这(zhè)个(gè)問(wèn)題(tí)一(yī)定(dìng)要(yào)滿足發(fà)射要(yào)求，並(bìng)在(zài)生(shēng)産線(xiàn)及(jí)时(shí)檢查。未緊固的(de)或彎曲(qū)的(de)襯垫(diàn)，安(ān)裝(zhuāng)于(yú)關(guān)鍵區(qū)域的(de)油(yóu)污上(shàng)，将失效。

由(yóu)于(yú)下(xià)述原因(yīn)選用(yòng)了(le)EMI連(lián)接器

1)導電(diàn)發(fà)泡塑料是(shì)极(jí)其(qí)柔软(ruǎn)的(de)，且(qiě)能放(fàng)在(zài)連(lián)接器的(de)整个(gè)周圍。这(zhè)就消除了(le)与另(lìng)一(yī)機(jī)壳、襯垫(diàn)有(yǒu)關(guān)的(de)問(wèn)題(tí)。

2)機(jī)械工程师(shī)可(kě)以(yǐ)在(zài)系(xì)統機(jī)壳可(kě)接收(shōu)的(de)公(gōng)差範圍內(nèi)安(ān)裝(zhuāng)連(lián)接器。

3)連(lián)接器与機(jī)壳實(shí)現(xiàn)低(dī)阻抗搭接，以(yǐ)确保良好(hǎo)接觸。機(jī)壳壁(bì)內(nèi)側上(shàng)的(de)襯垫(diàn)，當要(yào)塗漆有(yǒu)遮蔽要(yào)求时(shí)，可(kě)以(yǐ)用(yòng)更(gèng)柔软(ruǎn)的(de)材料。

4)要(yào)求强迫冷(lěng)卻的(de)设計(jì)，襯垫(diàn)最(zuì)好(hǎo)有(yǒu)另(lìng)一(yī)特(tè)點(diǎn)：連(lián)接器和(hé)機(jī)壳壁(bì)之(zhī)間(jiān)的(de)縫應(yìng)密封(fēng)起来(lái)，以(yǐ)减少(shǎo)气(qì)漏。在(zài)有(yǒu)塵(chén)埃的(de)环(huán)境中(zhōng)，襯垫(diàn)要(yào)起到(dào)系(xì)統內(nèi)保持(chí)干(gàn)净。