前言

汽車工業(yè)和每個(gè)汽車企業(yè)都必須滿足各種電磁兼容性（EMC）規(guī)定和EMC測(cè)試。例如，有兩個(gè)要求是確保電子系統(tǒng)不會(huì)造成太多干擾信號(hào)（EMI）或者噪音，它必須能夠避免其他軟件產(chǎn)生的噪音。本文研究了一些這樣的規(guī)定，并討論了一些技巧和方法，以確保設(shè)備設(shè)計(jì)符合這些要求。

EMC規(guī)定簡(jiǎn)述

CISPR25是一種規(guī)范，它給出了幾種具有建議限制的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，用于評(píng)估將要安裝在汽車上的部件形成的輻射傳輸。CISPR除了為制造商提供指導(dǎo)外，大多數(shù)制造商還有一套自己的標(biāo)準(zhǔn)CISPR25補(bǔ)充指導(dǎo)規(guī)則。CISPR25測(cè)試的目的是確保安裝在車內(nèi)的部件不會(huì)影響車內(nèi)的其他軟件。

CISPR25規(guī)定測(cè)試室內(nèi)的電磁噪聲電平必須至少的電頻低66dB。因?yàn)镃ISPR25的希望噪聲電平低至18dB（μV/m）所以需要一個(gè)小于12的地方dB（μV/m）環(huán)境噪聲電平。作為參考，這大致相當(dāng)于間距天線1km一個(gè)典型AM電臺(tái)廣播場(chǎng)強(qiáng)。

在今天的環(huán)境中，達(dá)到這一規(guī)定的途徑是在一個(gè)的房間中進(jìn)行測(cè)試，該房間旨在屏蔽測(cè)試環(huán)境和外部磁場(chǎng)。此外，由于正常預(yù)算需要對(duì)檢測(cè)室的尺寸進(jìn)行一定的限制，因此避免檢測(cè)室內(nèi)檢測(cè)環(huán)境中信號(hào)反射的不利影響是非常重要的。因此，檢測(cè)室的墻壁必須嵌入某種不反射電磁（EM）波的材料(圖1)。檢測(cè)室的成本非常昂貴，通常每小時(shí)租時(shí)內(nèi)出租。為了降低成本，最好在設(shè)計(jì)上正確EMC/EMI評(píng)估難題，然后在檢測(cè)室完成一次成功。

一、保持小環(huán)路

當(dāng)存在磁場(chǎng)時(shí)，由導(dǎo)電材料形成的回路作為天線，并將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為圍繞回路流動(dòng)的電流。電流強(qiáng)度與閉環(huán)的面積正相關(guān)。因此，應(yīng)盡可能防止回路的出現(xiàn)，并使必要的封閉區(qū)域的面積盡可能小。例如，當(dāng)存在差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，可能會(huì)有一個(gè)回路。在選擇差分線的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間形成一個(gè)回路。

另一個(gè)常見(jiàn)的回路出現(xiàn)在兩個(gè)子系統(tǒng)使用相同電路的地方，也許是一個(gè)顯示器和一個(gè)模塊控制電路來(lái)推動(dòng)顯示器（ECU）。底盤中有一個(gè)公共接地（GND）線表示端和全面ECU端至該GND一條連接線。當(dāng)視頻信號(hào)連接到具有自己接地線的顯示屏?xí)r，它將在接地平面內(nèi)形成一個(gè)巨大的回路。在某些地方，這種回路是不可避免的。然而，盡管在地面連接線中引入電感或鐵氧體磁珠，DC環(huán)路仍將存在，但從RF從輻射的角度來(lái)看，這條環(huán)路已經(jīng)斷了。

此外，當(dāng)根據(jù)雙絞線電纜傳輸信號(hào)時(shí)，每對(duì)差分控制器/接收器也將形成一個(gè)回路。一般來(lái)說(shuō)，由于雙絞線是緊密連接的，因此連接電纜部分的回路面積很小。但是，一旦信號(hào)到達(dá)電路板，應(yīng)保持緊密連接，以防止擴(kuò)大回路面積。

二、旁路電容

CMOS電路非常受歡迎，部分原因是它具有高速和非常低的功。CMOS當(dāng)需要充電和放電時(shí)，電路僅在其變化和節(jié)點(diǎn)電容時(shí)消耗功率。從電源的角度來(lái)看，平均流量消耗為10mA的CMOS在時(shí)鐘變換期間，電路吸收的電流可能高出許多倍，但在時(shí)鐘變換期間的流量消耗非常低，甚至為零。因此，輻射限制方法側(cè)重于電壓和電流的峰值，而不是平均值。

在時(shí)鐘轉(zhuǎn)換過(guò)程中，從電源到芯片電源管腳的電流浪涌是主要的輻射源。根據(jù)每個(gè)電源管腳周圍的旁通電容器，電容器將直接提供在時(shí)鐘脈沖邊緣期間為芯片供電所需的電流。然后，在時(shí)鐘轉(zhuǎn)換周期的中間，電容器中的電荷使用較低且穩(wěn)定的電流積累。較大的電容器適用于電流激增，但對(duì)快速標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)能力較差。特別是小型電容器可以快速響應(yīng)需求，但其總電荷容量有限，消耗快。對(duì)于大多數(shù)電路，解決方案是混合不同尺寸的電容器(也許1μF和0.01μF電容器并聯(lián))。較小的電容器布置在非常靠近設(shè)備電源腳的區(qū)域，而較大的電容器可以放置在距離電源腳較遠(yuǎn)的區(qū)域。

三、更好的匹配電阻可以最大限度地減少EMI

當(dāng)根據(jù)傳輸線傳輸快速信號(hào)并在傳輸線上遇到特征阻抗的變化時(shí)，部分信號(hào)將被反射回信號(hào)源，部分信號(hào)將繼續(xù)沿著原來(lái)的方向傳輸。反射會(huì)導(dǎo)致輻射，一點(diǎn)總是不變的。實(shí)現(xiàn)低水平EMI，必須遵循適當(dāng)?shù)目焖僭O(shè)計(jì)實(shí)踐。有大量?jī)?yōu)秀的資源為您帶來(lái)相關(guān)的傳輸線路定制信息。以下是在設(shè)計(jì)傳輸線路時(shí)提出的一些預(yù)防措施：

請(qǐng)記住，在接地平面和信號(hào)接線之間有一個(gè)信號(hào)。輻射可能是由信號(hào)接線接地平面的最終斷開(kāi)引起的，因此應(yīng)注意信號(hào)接線下的接地平面創(chuàng)傷或最終斷開(kāi)。盡量避免在信號(hào)布線的排列中出現(xiàn)鈍角。精致的彎角會(huì)比直角轉(zhuǎn)角好得多。

一般，F(xiàn)PD-Link信號(hào)將允許零件對(duì)其進(jìn)行分接；例如：同軸線電源，電源連接，AC蓮花電容器，這些。為了盡量減少該部件中的反射，可以嘗試應(yīng)用0402模型的小部件，并將接線寬度設(shè)置為與0402部件焊接層相同的寬度。此外，接線的特征阻抗應(yīng)根據(jù)操作層中電介質(zhì)的厚度進(jìn)行設(shè)置。

四、屏蔽

應(yīng)該使用好的屏蔽方法，在這一點(diǎn)上沒(méi)有捷徑可走。當(dāng)設(shè)計(jì)旨在盡量減少輻射時(shí)，需要在導(dǎo)致問(wèn)題電路的部分周圍進(jìn)行屏蔽。雖然它仍然可以輻射能量，但更好的屏蔽可以捕捉輻射，并在它們逃離系統(tǒng)之前將其發(fā)送到地面。