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什么是EMI控制技术 与ic芯片有什么关系?

文章出处:颖展电子元器件   责任编辑:颖展电子   发布时间:2019-12-17 09:24:56    点击数:-   【

什么是EMI控制技术?与ic芯片有什么关系?由12多年专业从事原厂原装进口芯片及电子元器件一站式配套服务的颖展电子为大家解说。


首先说下EMI的来源:


数字ic芯片从逻辑高到逻辑低之间转换或者从逻辑低到逻辑高之间转换过程中,输出端产生的方波信号频率并不是导致EMI的唯一频率成分。该方波中包含频率范围宽广的正弦谐波分量,这些正弦谐波分量构成工程师所关心的EMI频率成分。最高EMI频率也称为EMI发射带宽,它是信号上升时间而不是信号频率的函数。计算EMI发射带宽的公式为:


F=0.35/Tr,其中:F是频率,单位是GHz;Tr是单位为ns(纳秒)的信号上升时间或者下降时间。


从上述公式中不难看出,如果电路的开关频率为50MHz,而采用的集成电路芯片的上升时间是1ns,那么该电路的最高EMI发射频率将达350MHz,远远大于该电路的开关频率。而如果IC的上升时间为500ps,那么该电路的最高EMI发射频率将高达700MHz。众所周知,电路中的每一个电压值都对应一定的电流,同样每一个电流都存在对应的电压。


IC芯片的输出在逻辑高到逻辑低或者逻辑低到逻辑高之间变换时,这些信号电压和信号电流就会产生电场和磁场,而这些电场和磁场的最高频率就是发射带宽。电场和磁场的强度以及对外辐射的百分比,不仅是信号上升时间的函数,同时也取决于对信号源到负载点之间信号通道上电容和电感的控制的好坏,在此,信号源位于PCB板的IC芯片内部,而负载位于其它的IC内部,这些IC可能在PCB上,也可能不在该PCB上。为了有效地控制EMI,不仅需要关注IC芯片自身的电容和电感,同样需要重视PCB上存在的电容和电感。



随着IC芯片件集成度的提高、设备的微型化和运作速度越来越快,EMI技术在电子产品中引发的问题也越来越多。以EMC/EMI设计在系统设备上为例,要先在PCB设计阶段开始着手,目的在于使电磁兼容最高效,最低成本地实施在系统设备上。


EMI产生及抑制原理

1.EMI是由电磁干扰源经耦合路径将能量传递给敏感系统产生。由公共地线OR导线传导、通过空间辐射或通过近场耦合三种基本形式。

2.EMI的危害表现为降低传输信号质量,使电路或设备受到干扰或破坏,降低电厂兼容标准。


因此在EMI控制技术中,ic芯片的EMI设计原则如下:

●在EMC/EMI技术规范内,将指标分解到单板电路,分级控制。

●为使电路有平坦的频响,保证电路正●!⑽榷üぷ骺刂坪肊MI的三要素即:干扰源、能量耦合途径和敏感系统.

●着重EMC/EMI设计,从设备前端设计入手,并降低设计成本。


目前系统级EMI控制技术有:


1. 把电路在一个Faraday盒中封闭(注意封装的密封)来实现EMI屏蔽;


2. 在电路板或者系统的I/O端口上采取滤波和衰减技术来实现EMI控制;


3. 实现电路的电磁兼容最高效在EMC/EMI设计技术严格控制PCB走线和电路板层(自屏蔽)的电容和电感,从而改善EMI性能。

EMI控制技术,一般来说,越接近EMI源,实现EMI控制所需的成本就越小。PCB上的集成电路芯片是EMI最主要的能量来源,因此如果能够深入了解ic芯片内部


特征,可以简化PCB和系统级设计中的EMI控制。


EMI控制技术与ic芯片的关系:


PCB板级和系统级的设计工程师通常认为,它们能够接触到的EMI来源就是PCB。显然,在PCB设计层面,确实可以做很多的工作来改善EMI。然而在考虑EMI控制时,设计工程师首先应该考虑IC芯片的选择,优先考了国内ic芯片质量比较高的品牌或进口原装IC。集成电路的某些特征如封装类型、偏置电压和芯片的工艺技术(例如CMOS、ECL、TTL)等都对电磁干扰有很大的影响。后续颖展电子将继续和大家探讨IC芯片对EMI控制技术的关系和影响。

进口原装IC