EMC噪声的本质
【导读】频谱是将电磁波分解为正弦波分量,并按波长顺序排列的波谱,就是将具有复杂组成的东西分解(频谱分析仪)为单纯成分,并把这些成分按其特征量的大小依序排列(部分不计),横轴作为频率,纵轴作为功率或电压。
频谱的含义
频谱是将电磁波分解为正弦波分量,并按波长顺序排列的波谱,就是将具有复杂组成的东西分解(频谱分析仪)为单纯成分,并把这些成分按其特征量的大小依序排列(部分不计),横轴作为频率,纵轴作为功率或电压。
从图1-1可以看到,数字波形是由多种频率叠加而形成的,示波器和频谱仪分别从两个视角获得一个数字波形的不同信息,示波器获得bit信息,频谱仪获得频谱信息或者能量信息。
在图1-2表示开关信号的脉冲波形中,包括tw(脉冲宽度)和ts(上升/下降时间)。
图1-3是基于傅里叶变换的理论上的脉冲波形频谱,这是一个连续化频谱,振幅随着频率的升高而衰减,衰减斜率随着tw和ts而变化。蓝色线表示脉冲的ts变慢后的频谱变化,斜率变为-40dB/dec 时的频率降低(向左偏移),最终结果是其后的振幅减少,即当ts延迟时频谱的振幅衰减,频谱下降。
影响频谱的因素
最下面的图是振幅为的对数曲线图,是基于以1电压为基准的电压比的dB 值(1=0dB)。
图1-4:初始波形
图1-5是将频率提高到2MHz时的频谱,从频率--振幅()关系图可以明确看出,当基波频率增高时,整个频谱会向右(频率高的一侧)偏移。
图1-8:仅将tr(上升时间)减慢
小结:
高频化--->频谱整体增加
上升/下降速度减缓--->低频段衰减-40dB/dec
Duty变更--->发生偶数次高次谐波,但对频谱的峰值无影响,基波下降
仅上升速度减缓--->上升成分在低频段衰减
频率越低--->上升/下降越慢,频谱越低
EMC概念定义
EMC(Electromagnetic Compatibility),电磁兼容性,即不对其它设备产生电磁干扰,并且受到来自其它设备的电磁干扰时,系统运行不受影响,仍保持原有的性能。EMI(Electromagnetic Interference),电磁干扰,由于IC工作产生噪声EMI,给周边IC和系统带来干扰或者干扰性的电磁波,所以需要设计不产生EMI的电路。 EMS(Electromagnetic Susceptibility),电磁干扰敏感度或电磁敏感性,即使受到EMI影响也不会造成干扰的能力与耐受性,需要设计能承受EMI的可靠性电路。测试领域里面EMI分为两种,传导噪声(Conducted Emission)和辐射噪声(Radiated Emission)。 传导噪声是指经由线体或PCB板布线传导的噪声,辐射噪声是指排放(辐射)到环境中的噪声。对于这些噪声,EMS中分别都有耐受性要求,称为传导抵抗力(Conducted immunity)和辐射抵抗力(Radiated immunity)它们的关系如下:
图1-9:EMC分支
辐射机理
图1-12:位移电流概念
对于辐射值的标准,各个领域,各个国家依据的标准都不一样,世界通用标准是CISPR,而日本:VCCI Class、美国:FCC、欧洲:EN,还有就是把CISPR作为基准来自定义设定规定值,各个标准依据电子产品的不同细分为各种子标准。 文章来源:EDN电子技术设计
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