電磁兼容與安全性:
一:安全性:
a)絕緣電阻:電源輸入端與機殼之間的絕緣電阻在正常大氣條件下應不小于100MΩ(500V直流電壓施加5s),在潮濕環境下應不小于2MΩ(500V直流電壓施加5s);
b)介電強度:電源輸入端與機殼之間應能承受直流電壓500V歷時1min的介電強度試驗,無擊穿、飛弧和閃爍現象;
c) 電源應有反接保護措施;
d) 設備應有接地措施,電源連接器到接地點之間的搭接電阻不大于 5mΩ。
二:電磁兼容:
EMC(Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容) 是指電子、電氣設備或系統在預期的電磁環境中,按設計要求正常工作的能力。它是電子、電氣設備或系統的一種重要的技術性能,其包括三方面的含義:
(1)EMI(Electro Magnetic Interference,電磁干擾):即處在一定環境中的設備或系統,在正常運行時,不應產生超過相應標準所要求的電磁能量,相對應的測試項目根據產品類型及標準不同而不同,
EMI測試項:RE(輻射發射)、CE(傳導發射)、Harmonic(諧波電流)、Ficker(電壓閃爍)
對于民用、工科醫、鐵路產品,基本的EMI測試項目有:
● 電源線傳導騷擾(CE)測試;
● 信號、控制線傳導騷擾(CE)測試;
● 輻射騷擾(RE)測試;
● 諧波電流(Harmonic)測量;
● 電壓波動和閃爍(Fluctuation and Flicker)測量。
對于軍用產品,基本的EMI測試項目有:
● CE101測試:15 Hz~10 kHz電源線傳導發射測試;
● CE102測試:10 kHz~10 MHz電源線傳導發射測試;
● CE106測試:10 kHz~40 GHz天線端子傳發發射測試;
● CE107測試:電源線尖峰信號(時域)傳導發射測試;
● RE101測試:25 Hz~100 kHz磁場輻射發射測試;
● RE102測試:10 kHz~18 GHz電場輻射發射測試;
● RE103測試:10 kHz~40 GHz天線諧波和亂真輸出輻射發射測試;
對于汽車及車載電子、電氣產品,基本的EMI測試項目有:
● 汽車整車輻射發射測試;
● 車載電子、電氣零部件/模塊的傳導騷擾測試;
● 車載電子、電氣零部件/模塊的輻射發射測試;
● 車載電子、電氣零部件/模塊的瞬態發射騷擾測試;
注:傳導騷擾即為傳導發射;輻射騷擾 即為輻射發射。
(2)EMS(Electro Magnetic Susceptibility,電磁抗擾度):即處在一定環境中設備或系統,在正常運行時,設備或系統能承受相應標準規定范圍內的電磁能量干擾,相對應的測試項目也根據產品類型及標準不同而不同,
EMS測試項:ESD(靜電放電)、EFT(電快速脈沖群)、DIP(電壓跌落)、CS(傳導抗擾)、RS(輻射抗擾度)、Surge(雷擊浪涌)、PMS(磁場抗擾)
對于民用、工科醫、鐵路產品,基本的EMS測試項目有:
● 靜電放電抗擾度(ESD);
● 電快速瞬變脈沖群抗擾度(EFT);
● 浪涌(SURGE);
● 輻射抗擾度(RS);
● 傳導抗擾度(CS);
● 電壓跌落與中斷(DIP)。
對于軍用產品,基本的EMS測試項目有:
● CS101測試:25 Hz~50 kHz電源線傳導敏感度測試;
● CS103測試:15 kHz~10 GHz天線端子互調傳導敏感度測試;
● CS104測試:25 Hz~20 GHz天線端子無用信號抑制傳導敏感度測試;
● CS105測試:25 Hz~20 GHz天線端子交調傳導敏感度測試;
● CS106測試:電源尖峰信號傳導敏感度測試;
● CS114測試:10 kHz~400 MHz殼體電流傳導敏感度電纜束注入傳導敏感度測試;
● CS115測試:電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度測試;
● CS116測試:10 kHz~100 MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導敏感度測試;
● RS101測試:25 Hz~100 kHz磁場輻射敏感度測試;
● RS103測試:10 kHz~40 GHz電場輻射敏感度測試;
● RS105測試:瞬變電磁場輻射敏感度測試。
對于汽車及車載電子、電氣零部件產品,基本的EMS測試項目有:
● 符合ISO7637-1/2標準規定的電源線傳導耦合/瞬態抗擾度測試;
● 符合ISO7637-3標準規定的傳感器電纜與控制電纜傳導耦合/瞬態抗擾度測試;
● 符合ISO11452-7(對應國標為GB17619)標準規定的射頻傳導抗擾度測試;
● 符合ISO11452-2(對應國標為GB17619)標準規定的輻射場抗擾度測試);
● 符合ISO11452-3(對應國標為GB17619)標準規定的橫電磁波(TEM)小室的輻射場抗擾度測試);
● 符合ISO11452-4(對應國標為GB17619)標準規定的大電流注入(BCI)抗擾度測試);
● 符合ISO11452-5(對應國標為GB17619)標準規定的帶狀線抗擾度測試;
● 符合ISO11452-6(對應國標為GB17619)標準規定的三平板抗擾度測試;● 符合ISO10605標準的靜電放電抗擾度測試。
(3)對于EMC整改問題,其實能用三要素概括:干擾源、耦合電路、敏感器件;而EMC整改的常用方法也能用四要素概括:屏蔽、接地、濾波、去耦。
1、傳導測試干擾整改
傳導測試常見的干擾有共模干擾和差模干擾。
共模干擾是線地回路形成的干擾,對應整改措施為:
差模干擾是線線之間形成的干擾,對應整改措施為:
調整共模電感的感量,調整線地之間的濾波電路,調整X電容容量
2、輻射測試整改
1).針對帶電源產品30MHz附近測試不過,一般情況下電源需要加大共模電感感量;
2).帶網口的產品125MHz測試不過,一般情況下需要更換屏蔽網線或者在網線上面加磁環;
3).帶HDMI或者DP的產品測試不過,一般情況下需要更換屏蔽線材或者在線材上面加磁環;
4).手機產品數據傳輸測試不過,一般情況下需要更換屏蔽數據線、數據線加磁環,或者降低產品的傳輸速率;
5).手機產品攝像頭測試不過,一般情況下需要給攝像頭加屏蔽;
造成EMC輻射超標的原因是多方面的,接口濾波不好、結構屏效低、電纜設計有缺陷等都有可能導致輻射數據超標。但產生輻射的根本原因其實在PCB的設計,從EMC方面關注PCB,主要關注以下幾個方面:
1)從減少輻射騷擾的角度出發,應該盡量選用多層板,內層分別作電源層、地線層,用以降低供電線路阻抗,抑制公共阻抗噪聲,對信號線形成均勻的接地面,加大信號線和接地面的分布電容,抑制其向空間輻射的能力。2)電源線、地線、印刷板走線對高頻信號應保持低阻抗。在頻率很高的情況下,電源線、地線或印制板走線都會成為接收與發射騷擾的小天線。降低這種騷擾的方法除了加濾波電容外,更值得重視的是減小電源線、地線及其他印制板走線本身的高頻阻抗。因此,各種抑制板走線要短而粗,線條要均勻。
3)電源線、地線及印制導線在印制板上的排列要恰當,盡量做到短而直,以減小信號線與回線之間所形成的環路面積。
4)電路元件和信號通路的布局必須最大限度地減少無用信號的相互耦合。
3、靜電放電測試:
靜電分為接觸放電和空氣放電,靜電是積累的高壓,當接觸到設備的金屬外殼時會瞬間放電,會干擾到電子設備的正常工作,可能引起設備故障或重啟,靜電會干擾顯示效果,可能出現顯示閃爍或黑屏,干擾正常顯示和操作。靜電還有可能引起CPU工作異常,程序死機或重啟,這在客戶的正常使用中都是不允許的。如果在產品詳細設計階段采用EMC的相關設計,做靜電抗擾度實驗不必過分擔心,通過設計,對靜電積累的電荷進行良好的泄放,一般都不會干擾系統的正常工作。4、電快速瞬變脈沖群抗擾度測試:電快速瞬變脈沖群抗擾度實驗是一系列的高頻高壓瞬變脈沖施加在設備上,觀察設備是否受到其干擾。防護群脈沖干擾的主要方法是“疏導”與“堵”,就像我們古代的治水一樣,“疏導”就是提供泄放回路,是干擾在進入系統之前,泄放至大地,良好的屏蔽層接地,可以泄放大部分動干擾,“堵”是使群脈沖濾除在設備之外,增加磁環,效果明顯,封閉磁環的效果好于對扣磁環,也可以將磁環加入到板級中,固定在印制板中,這樣使設備更可靠。對電源線、信號線、通訊線兩端增加磁環,可以對群脈沖干擾進行防護。5、雷擊浪涌沖擊抗擾度測試:
雷擊浪涌主要包含兩個方面,一個是電源防雷,一個是信號防雷。電源防雷主要是針對系統級而言的,系統級設計要按照三級防雷設計,總電源進入端設置電源防雷,可以對系統的電源進行相關防護,電源經過電源防雷后,進入隔離變壓器,隔離變壓器可以對電磁干擾信號進行較好的防護,抑制其對系統的干擾。后進入UPS,UPS可以濾除一部分干擾信號,這樣電源再進入系統設備,電源是說說純凈的電源,可以使系統更好、更可靠的工作。信號防雷則是對系統的信號通路進行防護,主要涉及的是板級設計,在板級設計中增加防雷器件,如氣體放電管,增加TVS泄放回路,當有大電流時通過配套電阻和TVS、氣體放電管泄放,對后級電路起到保護作用。而后信號進行光電隔離,再進入系統,系統可以采集到一個穩定的信號,使系統正常分析判斷,正常發出指令,正常工作。另一方面就是設計較寬的信號范圍,信號正常波動時,系統正常工作。
浪涌沖擊試驗需要保護器件:
1.氣體放電管:主要應用在交流電源口相線、中線對地的保護,直流電源口的工作地和保護地之間,信號口中線對地的保護,射頻信號饋線芯線對屏蔽層的保護。注意:一般用于保護電路的最前級。 2.壓敏電阻:主要應用于直流電源、交流電源、低頻信號線路、帶饋電的天饋線路。注意:不宜用于高頻信號線路保護,一般用于保護電路的后級。
3.電壓鉗位型瞬態抑制二極管(TVS):主要用于直流電源、信號線路、天饋線路的防雷保護。注意:不宜用于交流電源的保護,一般用于最末級的精細保護。
4.電壓開關型瞬態抑制二極管(TSS):主要用于信號電平較高的信號線路的保護。
5.熱敏電阻:主要用于做過流保護,常用于用戶線路的保護。
6、射頻場感應傳導騷擾抗擾度測試:傳導抗擾度CS可能會對顯示信號、采集驅動等造成干擾,可能使顯示閃爍或黑屏,干擾設備操作,可能使采集驅動工作異常,采集不到需要的信號,無法驅動現場設備。射頻實驗是0.15k~80MHz頻率范圍內對信號線、電源進行干擾,3級強度是10V/m。射感防護的原則是將電源、信號線的屏蔽做好,屏蔽層良好接地,選購合適頻率進行濾波,將干擾濾除。EMC整改方法:首先,要根據實際情況對產品進行診斷,分析其干擾源所在及其相互干擾的途徑和方式。再根據分析結果,有針對性的進行整改。一般來說主要的整改方法有如下幾種:
1、減弱干擾源在找到干擾源的基礎上,可對干擾源進行允許范圍內的減弱,減弱源的方法一般有如下方法:
a、在IC的Vcc和GND之間加去耦電容,該電容的容量在0.01μF到0.1μF之間,安裝時注意電容器的引線,使它越短越好。
b、在保證靈敏度和信噪比的情況下加衰減器。如VCD、DVD視盤機中的晶振,它對電磁兼容性影響較為嚴重,減少其幅度就是可行的方法之一,但其不是唯一的解決方法。
c、還有一個間接的方法就是使信號線遠離干擾源。
2、電線電纜的分類整理在電子設備中,線間耦合是一種重要的途徑,也是造成干擾的重要原因,因為頻率的因素,可大體分為高頻耦合與低頻耦合。因耦合方式不同,其整改方法也是不同的,下邊分別討論:
(1)低頻耦合是指導線長度等于或小于1/16波長的情況,低頻耦合又可分為電場和磁場耦合。
電場耦合的物理模型是電容耦合,因此整改的主要目的是減小分布耦合電容或減小耦合量,可采用如下的方法:
a、增大電路間距是減小分布電容的最有效的方法。
b、追加高導電性屏蔽罩,并使屏蔽罩單點接地能有效的抑制低頻電場干擾。
c、追加濾波器可減小兩電路間的耦合量。
d、降低輸入阻抗,例如CMOS電路的輸入阻抗很高,對電場干擾極其敏感,可在允許范圍內在輸入端并接一個電容或阻值較低的電阻。
磁場耦合的物理模型是電感耦合,其耦合主要是通過線間的分布互感來耦合的,因此整改的主要方法是破壞或減小其耦合量,大體可采用如下的方法:
a追加濾波器,在追加濾波器時要注意濾波器的輸入輸出阻抗及其頻率響應。
b減小敏感回路與源回路的環路面積,即盡量使信號線或載流線與其回線靠近或扭絞在一體。
c增大兩電路間距,以便減小線間互感來減低耦合量。
d若有可能,盡量使敏感回路與源回路平面正交或接近正交來降低兩電路的耦合量。
e用高導磁材料來包扎敏感線,可有效的解決磁場干擾問題,值得注意的是要構成閉和磁路,努力減小磁路的磁阻將會更加有效。
(2)高頻耦合是指長于1/4波長的走線由于電路中出現電壓和電流的駐波,會使耦合量增強,可采用如下的方法加以解決:
a、盡量縮短接地線,與外殼接地盡量采用面接觸的方式。
b、重新整理濾波器的輸入輸出線,防止輸入輸出線間耦合,確保濾波器的濾波效果不變差。
c、屏蔽電纜屏蔽層采用多點接地。
d、將連接器的懸空插針接到地電位,防止其天線效應。
3、改善地線系統
理想的地線是一個零阻抗,零電位的物理實體,它不僅是信號的參考點,而且電流流過時不會產生電壓降。在具體的電氣電子設備中,這種理想地線是不存在的,當電流流過地線時必然會產生電壓降。據此可根據地線中干擾形成機理可歸結為以下兩點,第一,減小低阻抗和電源饋線阻抗。第二,正確選擇接地方式和阻隔地環路,按接地方式來分有懸浮地、單點接地、多點接地、混合接地。如果敏感線的干擾主要來自外部空間或系統外殼,此時可采用懸浮地的方式加以解決,但是懸浮地設備容易產生靜電積累,當電荷達到一定程度后,會產生靜電放電,所以懸浮地不宜用于一般的電子設備。單點接地適用于低頻電路,為防止工頻電流及其他雜散電流在信號地線上各點之間產生地電位差,信號地線與電源及安全地線隔離,在電源線接大地處單點連接。單點接地主要適用于頻率低于3MHz的情況。多點接地是高頻信號唯一實用的接地方式,在射頻時會呈現傳輸線特性,為使多點接地的有效性,當接地導體長度超過最高頻率1/8波長時,多點接地需要一個等電位接地平面。多點接地適用于300KHz以上?;旌辖拥剡m用于既然有高頻又有低頻的電子線路中
4、屏蔽
屏蔽是提高電子系統和電子設備電磁兼容性能的重要措施之一,它能有效的抑制通過空間傳播的各種電磁干擾。屏蔽按機理可分為磁場屏蔽與電場屏蔽及電磁屏蔽。電場屏蔽應注意以下幾點:
A、選擇高導電性能的材料,并且要有良好的接地。
B、正確選擇接地點及合理的形狀,最好是屏蔽體直接接地。磁場屏蔽通常只是指對直流或甚低頻磁場的屏蔽,其屏蔽效能遠不如電場屏蔽和電磁屏蔽,磁屏蔽往往是工程的重點,磁屏蔽時:
a、要選用鐵磁性材料。
b、磁屏蔽體要遠離有磁性的元件,防止磁短路。
c、可采用雙層屏蔽甚至三層屏蔽。
d、屏蔽體上邊的開孔要注意開孔的方向,盡可能使縫的長邊平行于磁通流向,使磁路長度增加最少。一般來說,磁屏蔽不需要接地,但為防止電場感應,還是接地為好。電磁場在通過金屬或對電磁場有衰減作用的阻擋體時,會受到一定程度的衰減,即產生對電磁場的屏蔽作用。在實際的整改過程中視具體需要而定選擇何種屏蔽及屏蔽體的形狀、大小、接地方式等。
5、改變電路板的布線結構
有些頻率點是通過電路板上走線分布參數所決定的,通過前述方法不大有用,此類整改通過在走線中增加小的電感、電容、磁珠來改變電路參數結構,使其移到限值要求較高的頻率點上。對于這類干擾,要想從根本上解決其影響,就要重新布線。
EMC測試整改的步驟:
第一步:查找確認輻射源的方法有排除法、頻譜分析儀頻點搜索法、元件固有頻率分析法。而排除法包含有拔線法、分區工作排除法、低電壓小電流的人體觸摸法,區域屏蔽排除法。元件固有頻率分析法是指對一些元件的固定頻率及其倍頻頻率分析歸類法,如晶振和 DDR 等元件的工作頻率都是固定的。第二步:濾波一般分為電容濾波、RC 濾波和 LC 濾波等;
第三步:吸收電磁波方法有電路串聯磁珠法、繞穿磁環法和貼吸波材料法。使用吸收電磁波方法時要特別注意:輻射超標電磁波頻率必須在所使用的吸波材料所吸收電磁波頻率范圍之內,否則造成吸波法會失效。
第四步:接地法一般分為單點接地法和多點接地法。
第五步:屏蔽法一般有加屏蔽罩屏蔽法、外殼屏蔽法和PCB 走線布局屏蔽法。
第六步:能量分散法是指一些被測物的控制軟件可利用展頻和跳頻等技術對能量集中的頻段進行展寬頻率帶寬和跳變頻率實現分散頻段能量,從而使附加在單點頻率上的能量降低,也就是起到了單點頻率輻射的電磁波強度降低的功效。故此法對尖峰毛刺形波形的頻率輻射超標會起到顯著效果,對包絡形波形頻率輻射超標起不到明顯作用。
這個EMC整改六步法比較適用于常見電子設備的整改,可以有效提高EMC輻射整改效率,節省周期,快速通過EMC測試,但其并不是根本性解決EMC問題的方案,EMC的問題最理想還是在設計端就進行考慮,而不是事后用一些“圍追堵截”的方案來應急。
EMC測試三個重要規律
規律一:EMC費效比關系規律:EMC問題越早考慮、越早解決,費用越小、效果越好。
在新產品研發階段就進行EMC設計,比等到產品EMC測試不合格才進行改進,費用可以大大節省,效率可以大大提高;反之,效率就會大大降低,費用就會大大增加。經驗告訴我們,在功能設計的同時進行EMC設計,到樣板、樣機完成則通過EMC測試,是最省時間和最有經濟效益的。相反,產品研發階段不考慮EMC,投產以后發現EMC不合格才進行改進,非但技術上帶來很大難度、而且返工必然帶來費用和時間的大大浪費,甚至由于涉及到結構設計、PCB設計的缺陷,無法實施改進措施,導致產品不能上市。
規律二:高頻電流環路面積S越大, EMI輻射越嚴重。高頻信號電流流經電感最小路徑。當頻率較高時, 一般走線電抗大于電阻,連線對高頻信號就是電感,串聯電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環路產生的,最惡劣的情況就是開路中的“天線形式”。對應處理方法就是減少、減短連線,減小高頻電流回路面積,盡量消除任何非正常工作需要的“天線”,如不連續的布線或有天線效應之元器件過長的插腳。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務之一,就是想方設法減小高頻電流環路面積S。在天縱檢測實踐中一些具體方法就是處理好接地問題(電源地與信號地)。
規律三:環路電流頻率f越高,引起的EMI輻射越嚴重,電磁輻射場強隨電流頻率f的平方成正比增大。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要途徑之二,就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率f,即減小騷擾電磁波的頻率f。關于這個f規律,天縱經驗上看很多是因為屏蔽和外殼設計或做工造成的,因為頻率越高,波長越小,越是容易從外殼或屏蔽體的小縫隙中泄露出來。
三:EMI濾波器各部分組成選型:
①共模電感
EMC在電子產品/設備已經成為可靠性的重要組成部分;將越來越被重視!特別對于我們的工業&消費類產品要求滿足其相應的認證和出口要求,對應的國家政策也在不斷完善;同時國際貿易的深化發展;EMC技術成為電子產品/設備必過的硬性指標!隨著電子產品/設備的供電系統都開始大量運用高頻開關電源并且也越來越高端化;因此對電源環境的要求就越來越高;EMC將是越來越重要!
我們通過如下的框圖結構知道,如果電子產品&設備開關電源系統如果不插入EMI濾波器;其很難通過上述的CLASS A/B的標準限值要求;
開關電源:EMC的分析和設計&電子產品&設備:EMI的分析與設計技巧-中EMI-傳導高效設計我的設計理論是150KHZ-10MHZ我們快速使用EMI輸入濾波器來搞定!!上圖中EMI濾波器中最為關鍵的設計為共模電感的選擇和設計;以下我將共模電感的特性進行理論分析!
1.目前推薦及常用的共模電感的結構
共模電感器等效電路:
共模電感器磁場分布特點:
A. FCM
共模磁通基本都在磁芯內部,使得共模電感量很大!
B. FDM
差模磁通通過磁芯外部空氣,使得差模電感量較小!
2.分析兩種常用的共模電感的磁芯結構
A.T Core
B.SQ Core
應用時注意要點:
Δ對分繞結構,工頻功率電流(差模形態)作用下,磁芯存在偏磁磁通;
Δ偏磁磁通沿磁芯分布不均勻,在繞組中間部位磁密最大;
Δ如果在偏磁磁通下,磁密最大處磁芯飽和,則共模感量急劇下降;
Δ漏感(差模電感)越大,在工頻電流下偏磁通越大,則磁芯越易局部飽和;
偏磁電流(直流/工頻)對共模電感的影響需要考慮
直流電流偏磁影響評估
3. 共模電感T Core & SQCore的技術特性比較如下表:
4.共模電感的常用型號參數選型表
A.功率范圍:20W--75W
B.功率范圍:60W--120W
C.功率范圍:120W--200W
對于>60W的電源系統;扁平銅帶繞制的共模電感替換T-Core的共模電感結構可以提高效率,減小電感的溫升;同時由于扁平線的漏感較低;其寬頻特性就會好于繞線電感!我們通過對比測試曲線得出結論:扁平線繞組的共模電感其EMI傳導在1MHZ-30MHZ的特性就非常好!
注意:在共模電感應用時;直流電流偏磁影響下共模電感的等效Gap對共模和差模的電感特性有較大的影響;因此需要關注共模電感的通態電流!
二級濾波器結構:
②展頻晶振工作原理:
時鐘信號超標通常是令EMC工程師非常頭疼的問題,因為絕大部分的時鐘來源又是由晶振提供。有時,用常規方法將周邊配置電路重新匹配、隔離、濾波、屏蔽后依然無法解決這個難點。既然超標的是尖峰點,就借此把尖峰點的能量給轉移。展頻晶振的工作原理就是直接在有源晶振內部集成起振電路與展頻電路,從而減少展頻IC外圍電路以達到減小空間及與其它匹配物料的成本。
展頻晶振依托的擴展頻譜技術是抗干擾通信中的主要應用技術,為一種通過調整時鐘頻率降低EMI電磁干擾的可編程有源晶振。從本質上說,擴展頻譜是一種以調制百分比來衡量的調制方法。展頻晶振通過動態改變時鐘頻率,有效降低d電磁輻射功率,減少EMI電磁干擾的影響。
展頻晶振優勢
(無展頻晶振)
(展頻晶振)
相對于其它EMI抑制技術而言,展頻晶振系統化特點是其最主要的優點,由展頻晶振產生的所有時鐘和定時信號也被以同樣的比率加以調制。這使整個系統EMI得到改善效果。在EMC測試中,只改變一個電容或可編程的數字輸入就能夠調節頻率調制度(擴頻百分比)。另外,展頻晶振在同一產品中可進一步集成可編程的EMI抑制和定時功能,使電子產品性能更高,成本更低。
附:晶振知識
晶振一般分為無源晶振(石英晶體諧振器)和有源晶振(石英晶體振蕩器)兩大類。
無源晶振
當晶體通過基座、外殼、鋅白銅、上蓋等通過數十項工藝后就做出了我們的無源晶振。作為電子工程師都知道無源晶振需要起振還需要外圍的起振電路,所以這種簡單的晶振也叫晶體、無源晶振或石英晶體諧振器,優點主要為信號電平可變,低成本、低功耗等優勢,應用場景十分豐富。
有源晶振
當我們的電子產品需要精度較高、接線盡可能簡單的情況下就誕生了一種將起振電路IC集成到與水晶一起封裝到外殼里的晶振,即有源晶振、石英晶體振蕩器,其精密度與穩定性高于無源晶振。
無源晶振只需要兩個引腳即可,即使做成4PIN的貼片晶振也只用到其中兩個PIN腳,而有源晶振從原理上就決定了需要三個PIN腳才能工作,其中一個懸空的引腳有的廠家也有做使能端。
③磁環的材料組成:
磁環是由一種特定的材料組成的,這種材料具有良好的磁性能和物理特性,能夠用于制造各種電子和電磁設備。下面將介紹幾種常用的磁環材料及其特點。
1.鐵氧體磁環材料----一般都是鐵氧體材料
鐵氧體磁環是一種常見的磁環材料,由鐵、氧和其他金屬氧化物組成。它具有高磁導率、低磁損耗和良好的熱穩定性。鐵氧體磁環廣泛應用于變壓器、電感器、濾波器等電子設備中。
2.鐵硼磁環材料
鐵硼磁環是一種具有高磁能積和良好磁導率的磁環材料。它由鐵、硼等元素組成,具有較高的矯頑力和剩磁,適用于制造高性能的永磁材料。鐵硼磁環廣泛應用于電機、發電機、傳感器等領域。
3.釹鐵硼磁環材料
釹鐵硼磁環是一種具有極高矯頑力和剩磁的磁環材料。它由釹、鐵、硼等元素組成,具有優異的磁性能和物理特性。釹鐵硼磁環廣泛應用于聲音設備、電子設備、計算機硬盤等領域。
4.鐵鎳鈷磁環材料
鐵鎳鈷磁環是一種具有高矯頑力和良好磁導率的磁環材料。它由鐵、鎳、鈷等元素組成,具有較高的磁飽和感應強度和磁導率。鐵鎳鈷磁環廣泛應用于電動機、傳感器、航天器件等領域。
5.鐵鋁磁環材料
鐵鋁磁環是一種具有高矯頑力和低磁損耗的磁環材料。它由鐵、鋁等元素組成,具有較高的磁導率和熱穩定性。鐵鋁磁環廣泛應用于變壓器、電感器、電磁閥等領域。
總結起來,磁環的材料組成包括鐵氧體、鐵硼、釹鐵硼、鐵鎳鈷和鐵鋁等材料。每種材料都具有不同的磁性能和物理特性,適用于不同的電子和電磁設備。隨著科技的進步,磁環材料的研究和應用將會更加廣泛,為各個領域的發展提供更好的支持。
④電容的濾波頻段:
電容的濾波頻率是指它對電路中信號的頻率起到濾被作用的范圍,電容作為一種常見的電子元件,在電路中具有廣泛的應用。了解電容的濾波頻率,對于理解電路工作原理以及設計電路時的參數選擇都非常重要。 首先,我們來了解一下什么是電容的濾波頻率。在電路中,電容可以起到濾波的作用,它能夠通過對不同頻率的信號進行阻隔或通過來實現電路對信號頻率的選擇性響應。當信號的頻率低于電容的濾波頻率時,電容對信號會有較高的阻礙作用,使得該頻率信號難以通過;而當信號的頻率高于電容的濾波頻率時,電容對該頻率信號的阻隔作用較低,使得該頻率信號較容易通過. 那么,如何確定電容的濾波頻率呢?電容的濾波頻率與其自身的特性以及電路中的其他元件有關,電容本身具有一個固有的電容值,一般用法拉第(F)作為單位表示。此外,電容坯有一個特性參數,即ESR(Equivalent SeriesResistance)。ESR是指電容器內部的等效串聯電阻,它會對濾波頻率產生一定的影響。除此之外,電容在電路中還會與其他元件(如電感、電阻等)相互作用,從而影響濾波頻率的確定。 在實際的電路設計中,我們通常需要根據具體的應用需求來選擇合道的電容和濾波頻率。例如,在音頻放大器中,我們希望能夠濾除低頻嗓聲,提升音質,這時我們需要選擇較低的濾波頻率;而在無線通信系統中,我們常常需要選擇高頻率的濾波頻率,以濾除輸入信號中的干擾. 此外,我們還需要注意到電容的濾波頻率和其他元件參數之間的相互影響。例如,電容和電感是常見的濾波電路元件,它們組成了LC濾波器。LC濾波器的濾波頻率由電容和電感的數值共同決定,通過合理地選擇電容和電感的數值,我們可以實現對特定頻率范圍的濾波效果。 練上所述,電容的濾波頻率對于電路設計和信號處理具有重要的意義。了解電容的濾波頻率,可以幫助我們理解電路工作原理,選擇合道的電容和濾波頻率參數,實現對不同頻率信號的選擇性響應。無論是在音頻放大器、無線通信系統還是其他電子設備中,電容的濾波頻率都是一項重要的參數,它能夠有效地提升電路的性能和信號品質。因此,在進行電路設計或選購電子元件時,我們都應該注意電容的濾波頻率,以確保電路的正常工作和優質的信號處理。
四:開關電源差模 共模噪聲等效電路
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:電磁兼容與安全性
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