在大多数情况下,电路的基本元件满足电磁特性的程度将决定着功能单元和最后的设备满足电磁兼容性的程度。实用的元件并不是“理想”的,其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源,因此正确选用元件非常重要。下面对几种不同器件的选择进行了阐述:

  1 无源器件的选用

  电视系统中的无源器件主要有电阻、电容、二极管。

  1)电阻的选用。由于表面贴装元件具有低寄生参数的特点,因此,表面贴装电阻总是优于有引脚电阻。在电视系统中,目前主要采用表面贴装元件。

  2)电容器的选用。铝电解电容和钽电解电容适用于低频终端,主要是存储器和低频滤波器领域。在中频范围内(从kHz到MHz),陶质电容比较适合,常用于去耦电路和高频滤波。特殊的低损耗(通常价格比较昂贵)陶质电容和云母电容适合于甚高频应用和微波电路。为得到最好的EMC特性,电容具有低的ESR(Equivalent~riesResistance,等效串联电阻)值是很重要的,因为它会对信号造成大的衰减,特别是在应用频率接近电容谐振频率的场合。

  旁路电容:通常铝电解电容和钽电容比较适合作旁路电容,其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求,一般在10至470 F范围内。

  去耦电容:去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。实际上,旁路电容和去耦电容都应该尽可能放在靠近电源输人处以帮助滤除高频噪声。去耦电容的取值大约是旁路电容的1/1o0到1/1000。去耦电容应尽可能地靠近每个集成块(Ic),因为布线阻抗将减小去耦电容的效力。陶瓷电容常被用来去耦,其值决定于最快信号的上升时间和下降时间。除了考虑电容值外,ESR值也会影响去耦能力。为了去耦,应该选择ESR值低于1欧姆的电容。

  3)二极管的选用。二极管是最简单的半导体器件。由于其独特的特性,某些二极管有助于解决并防止与EMC相关的一些问题。许多电路为感性负载,在高速开关电流的作用下,系统中产生瞬态尖峰电流。二极管是抑制尖峰电压噪声源的最有效的器件之一。

在控制应用中,无论有刷还是无刷电机,当电机运行时,都将产生电刷噪声或换向噪声。因此需要噪声抑制二极管,为了改进噪声抑制效果,二极管应尽量靠近电机接点。

   在电源输入电路中,需要用Ⅳs或高电压变阻器进行噪声抑制。信号连接接口的EMI问题之一是静电放电(ESD)。屏蔽电缆和连接器可用于保护信号不受外界静电的干扰。另一种方法是使用,nrs或变阻器保护信号线。

2 模拟与逻辑有源器件的选用

 

  电磁干扰发射和电磁敏感度的关键是模拟与逻辑有源器件的选用。

  必须注意有源器件固有的敏感特性和电磁发射特性。

  1)模拟器件的选择。从电磁兼容的角度选择模拟器件不象选择数字器件那样直接,虽然同样希望发射、转换速率、电压波动、输出驱动能力要尽量小,对大多数有源模拟器件,确保后续产品性能参数的一致性是十分重要的,敏感模拟器件的厂商提供电磁兼容或电路设计上的信噪处理技巧或PCB布局。

  2)逻辑器件的选择。高技术集成电路的生产商可以提供详尽的电磁兼容设计说明。设计人员要了解这些并严格按要求去做。详尽的电磁兼容设计建议表明:生产商关心的是用户的真正需求,这在选择器件时是必须考虑的因素。在早期设计阶段,如果Ic的电磁兼容特性不清楚,可以通过一简单功能电路(至少时钟电路要工作)进行各种电磁兼容测试,同时要尽量在高速数据传输状态完成操作。发射测试可方便地在一

  标准测试台上进行,选择那些明显地比其他一些器件噪声小得多的器件,测试抗扰度时可采用同样的方式进行,以寻找能承受更大干扰的器件。

  3 磁环的应用

  磁性元件是一种可以将磁场和电场联系起来的元件,其固有的、可以与磁场互相作用的能力使其潜在地比其他元件更为敏感。这些元件一方面会产生令人讨厌的电磁干扰问题,同时它又是抑止电磁干扰不可或缺的器件。和电容类似,聪明地使用电感也能解决许多电磁兼容问题。

  铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。例如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件,就可以滤除高频干扰。

  铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。

  铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入,输出电路,则应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。安装时还应当注意,铁氧体元件易破碎,应采取可靠的固定措施。

  4 开关元件的选用

  开关回路是开关电源产生电磁骚扰最直接和最主要的来源。在开关回路中,开关管是核心。我们实际设计和测试中发现,对同一开关电源,其他部分保持不变,用同样耐压和电流容量的不同品牌的开关管进行辐射骚扰测试,整体骚扰最大的与最小的可能相差15~20dB。对传导骚扰的频率高端,我们也发现同样的现象(对传导骚扰的频率低端这种现象没有高端明显)。这与开关管在设计中有否考虑电磁兼容有关。好的开关管在设计中考虑到了高频率抑制及开关瞬间的震荡并兼顾了转换效率,这种开关管成本可能会高些。

  5 总结语

  本文仅针对电视系统中元器件的选择做了阐述,但电磁兼容设计不仅仅靠元器件本身能够解决,还需要在系统设计上有更多的考虑,后期会在系统设计上进行更多的研究,给广大设计人员带来更多的设计经验。