EMC 电路设计

ychenfei

因为角度的问题，所以我的PIR脚长了5mm左右～～

mcu ４MHz嘞，有同事试过关掉MCU～～

效果不错～～

faiko

之前跟你说过……4MHz Square wave的EMI比 4MHz Sinusoidal wave的EMI还要强。当然还有其他因素啦……

http://pesona.mmu.edu.my/~wlkung/ADS/HSPCB_EMI/Part4.pdf --> 这是我大学教授的notes。你可以参考一下有关Grounding的Technique。不过要请他喝茶~~呵呵~~

ychenfei

谢谢你的分享～～～我会参考的～～
里面有提到multilayer board....
本来我也打算把track收在inner layer～～上下面 双面ground,就好如铁板

假期到了～～～没心情做了！！
哈哈～～～


祝你们假期愉快啦！！RFI进度一定跟大家分享分享

faiko

原帖由 ychenfei 于 20-10-2006 05:57 PM 发表
谢谢你的分享～～～我会参考的～～
里面有提到multilayer board....
本来我也打算把track收在inner layer～～上下面 双面ground,就好如铁板

假期到了～～～没心情做了！！
哈哈～～～


祝你们假期愉快啦 ...

假期愉快~~我现在还在工作显……

pic

画PCB， 可以是专门的学问，为什么专业画图的设计师会charge那么高价， 因为那是他的专业知识。

因为专门的很贵， 所以多数人会想到自己来， 就PCB而已，有什么难的？
结果画出来的不合标准，可能要好几次后才成功。

画PCB，早期是有很多技巧和秘笈是书本找不到的，也不轻易就教人。
但现在画PCB的Software都有impedance control， 只是看你会不会利用。

也不知道你的product 是什么/用途？只知道有MCU， PIR， Crystal ，Opamp， Power board？Switch mode power？还有EMI， 是在什么样的标准下测量？ 有casing？。。。是harmonic/谐波。。。？

不同的频率freq，有不同的作法。如是高频， ground plane 会用网状的，会打很多很多的VIA hole，加旁路（BYPASS）电容，选用优质的X2 grade 的抗干扰电容，会刻意把带高频的track画到很细， 还会画一些看是无用多余的track，其实是控制寄生电容， 寄生电感。有时， 实在不行了， 那高频源会用coxial cable来接， 放弃使用PCB track。

也要了解你的电路功能， 什么是噪音源， 它是怎要形成的。。。
好像你提到4Mhz的crystal，它的信号是很小的，更本不会有足够的能量参生电磁发射出去。

完前的了解，对症下药， 才会解决问题。

faiko

原帖由 pic 于 28-10-2006 12:12 PM 发表
画PCB， 可以是专门的学问，为什么专业画图的设计师会charge那么高价， 因为那是他的专业知识。

因为专门的很贵， 所以多数人会想到自己来， 就PCB而已，有什么难的？
结果画出来的不合标准，可能要好几次后才 ...

pic兄，你最棒~~~~！！呵呵~~

4MHz的确不会放射辐射。不过，对于signal integrity来说……4MHz的digital clock signal的确会影响small analog signal。以前我的assignment就中过招了。当初没有想过这个问题，也因为时间不够~~结果没办法解决后来才想到用band-pass filter就可以了……

pic

原帖由 faiko 于 29-10-2006 11:07 PM 发表
4MHz的确不会放射辐射。不过，对于signal integrity来说……4MHz的digital clock signal的确会影响small analog signal。以前我的assignment就中过招了。当初没有想过这个问 ...

不，你过奖了，画PCB我并不在行，2.4GHz也是要给钱拿去给专业画。

你遇到的问题应该是从ground 传过去的。。。
Digital ground 和 Analog ground 要分清楚， 然后个别（一个点/point）回到power ground。
中间如Digital ground 和 Analog ground 要接，就用适合的Inductor 接（bridge）起来。

下面的PCB是不久前画的，供网友参考 ，电路含很强的125Khz （低频副射）RFID Reader ， 用网状的ground plane， 很多Via hole， 用好的X2 grade 的 cap。那是汽车的Anti-Hijack + Immobilizer 产品， 要求不干扰收音机。

faiko

原帖由 pic 于 30-10-2006 03:30 PM 发表

不，你过奖了，画PCB我并不在行，2.4GHz也是要给钱拿去给专业画。

你遇到的问题应该是从ground 传过去的。。。
Digital ground 和 Analog ground 要分清楚， 然后个别（一个点/point）回到power ground。 ...

嗯~谢谢分享……我发现到Ground Mesh好像有其他的trace覆盖一起……怎么这样呢？感觉上好像做重复的东西。

其实，Ground Mesh & Ground Plane有什么分别呢？在High Speed Circuit里面，Ground Plane会是首选……而且是Multi-Layer的……因为Ground Plane & Power Plane可以形成一个很好的By-pass capacitor。

p/s: Ground Point可以很重要……初初以为Ground reference是一致的，所以放那里都一样。事实上，是真的。在DC level（没有考虑AC的存在）可以这样假设。在small ac signal里，就不可以这么看了……因为寄生电容的关系，造成抗租不一致。

ping86

你们都好强哦!!我想问ychenfei这是你的assignment而已吗?是什么程度的?我是读电子工程,现在diploma第一年,感觉很basic,很容易,不知什么时候才能想你们这些高手一样.

ychenfei

看图给给意见

faiko

Soldering不好呢……这也会有影响。

你的power supp板跟PIR板分开吗？connecting part会射出EM。Transformer & Relay也是主因。如果是控制开关，可以使用opto-coupled relay。其实，component selection 也是很重要的一环。

Pic no.2 有些trace好像有点长……容易出问题的……

暂时看到这么多。

ychenfei

哇～～

换relay?

一定给人铲～～因为这是customer指定要的relay。蛮贵的～～

POWER 跟 PIR分开的～～因为设计是sensor unit跟supply可以拔开的

faiko

你的PIR Board的trace有点长了……尽量缩短它。把component在挤一下看看。
之前你放了Bead来减少transformer那里的EMI。所以High-freq的应该surpress了比较多了。

尽量减少layer-layer routing。即是说，不要把trace从上接下。尽可能在一个layer上完成。

对了，soldering是人工做的吗？最好不要咯……SMT若用手焊接，那些soldering lead（不美的）都很容易出问题的。

pic

原帖由 faiko 于 30-10-2006 10:03 PM 发表
嗯~谢谢分享……我发现到Ground Mesh好像有其他的trace覆盖一起……怎么这样呢？感觉上好像做重复的东西。

是先有基本的ground trace， Ground Mesh 是最后才放，覆盖上去的。

其实，Ground Mesh & Ground Plane有什么分别呢？在High Speed Circuit里面，Ground Plane会是首选……而且是Multi-Layer的……因为Ground Plane & Power Plane可以形成一个很好的By-pass capacitor。

老实说，我并不知道Ground Mesh & Ground Plane有什么分别， 我是参考别人同级产品里学的，“知其然不知所以然”那种。
不过， 个人认为Ground Mesh 有较好的resonance control ， 谬论如下：
当变动的磁力线切割电线/线圈， 就会产生电流。
如这个线圈是短路（short circuit）， 那磁力线也会被抵消掉。
好像变压器（Transformer）， 当次级（secondary）短路，初级（primary）就会有电力/磁力的变化。
Ground Mesh 就好像是有无数个， 一个turn的短路的线圈， 从而把多余的电磁波“吃掉”。
Guard Ground Ring 也是同样原理吧。。。

p/s: Ground Point可以很重要……初初以为Ground reference是一致的，所以放那里都一样。事实上，是真的。在DC level（没有考虑AC的存在）可以这样假设。在small ac signal里，就不可以这么看了……因为寄生电容的关系，造成抗租不一致。

在我的Final year project， 作的是Amplifier，我的是没“亨声”（humming）的，因为发现和懂得怎样“找”ground reference，不过在那时， 我是不懂什么寄生电容，只是用手碰触PCB，发现触到某一“点”时， noise就不见/变小了，从而认识到Ground的重要性。

faiko

原帖由 pic 于 1-11-2006 12:15 PM 发表

老实说，我并不知道Ground Mesh & Ground Plane有什么分别， 我是参考别人同级产品里学的，“知其然不知所以然”那种。
不过， 个人认为Ground Mesh 有较好的resonance control ， 谬论如下：
当变动的磁力线切割电线/线圈， 就会产生电流。
如这个线圈是短路（short circuit）， 那磁力线也会被抵消掉。
好像变压器（Transformer）， 当次级（secondary）短路，初级（primary）就会有电力/磁力的变化。
Ground Mesh 就好像是有无数个， 一个turn的短路的线圈， 从而把多余的电磁波“吃掉”。
Guard Ground Ring 也是同样原理吧。。。

Ground Mesh跟我所知道的Honeycomb shielding的效果应该是类似。洞洞是为了防止Hall effect current。这种电流是Loop current。

Ground Plane使SMD component能够有mirroring effect，来抵消EM效果。

Ground Ring我觉得是类似Guard Trace的东东。是针对Signal Integrity来设计的。希望没有错吧……嘿嘿……

以上是我所知道的差异……不知道那个高手可以帮我补充？我记得superman兄（希望没有记错名字）对wireless的电路设计蛮有经验的。希望可以讨教讨教。嘿嘿~~

其实，EM wave energy有分Near-field,Far-field effect等。这是根据其operating wavelength & physical length做比较。这个是要说明电路本身，近远的电磁场会有不同。

其实，我想知道ychenfei的RFI test是怎么run的？用antenna来测量吗？测定距离为多少？我觉得如果有spectrum analyzer的话，善用它+probe来测量那个点出现最多辐射。这就好办事了……因为只讲那个freq range不pass不能够说明什么。

pic

找到这个，希望对楼主有帮助。
Controlling resonances in PCB-chassis structures
http://www.elmac.co.uk/pdfs/PCB_chassis_resonances.pdf

ychenfei

终于找到方案了！！！

想都想不到～～～～～
！＠＄＃＠！
RFI真的难，很想大声说粗话～～～


你们猜猜是什么问题？？

faiko

嗯？那是什么问题呢？

ychenfei

就是regulator.......

你们的mcu都用多少voltage???

用什么regulator??? 7805??

fritlizt

原帖由 ychenfei 于 19-12-2006 12:24 AM 发表
就是regulator.......

你们的mcu都用多少voltage???

用什么regulator??? 7805??

对 。7805。
7805有什么问题的吗？？