国产区在线视频就爱_亚洲精品 日韩无码_在线a亚洲v天堂网2018_完整版在线观看_免费的成年私人影院网站_国产理论片免费观看_日本一区精品一本大道_亚洲性天堂无码资源热_中文字幕免费无遮挡无删减_久久五月天亚洲色图

EsDA工控單板
EPC6450-AWI/EPC1107-LI/EPC3568系列工控板
MPC-ZC1迷你工控主板
Cortex?-A5,拖拽式開發(fā),40pin擴展引腳
2.5寸工控單板
EPC-6Y2C-L網(wǎng)絡控制器
Cortex?-A7,800MHz,8路串口,數(shù)字音頻
IoT-6Y2C-L物聯(lián)網(wǎng)關控制器
Cortex?-A7,800MHz,8路串口,支持藍牙
EPC-6G2C-L網(wǎng)絡控制器
Cortex?-A7,528MHz,8路串口,數(shù)字音頻
IoT-6G2C-L物聯(lián)網(wǎng)關控制器
Cortex?-A7,528MHz,8路串口,支持藍牙
3.5寸工控單板
IoT7000A-LI物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關控制器
Cortex?-A7,雙MiniPCIe接口支持無線模塊擴展
IoT-9608I-L網(wǎng)絡控制器
Cortex?-A8,800MHz,6種無線通訊方式
EPC-9600I-L工控主板
Cortex?-A8,800Mhz
IoT9000A-LI工控主板
Cortex?-A9,強勁編解碼,專注多媒體
IoT9100A-LI工業(yè)IoT網(wǎng)絡控制器Cortex?-A9,1GHz
SX-3568系列主板Cortex?-A55,雙核心GPU
MD-3568LI工控板Cortex?-A55,雙網(wǎng)口

核心板應用開發(fā),遇到電磁兼容問題怎么辦?

1.摘要

為了減少開發(fā)成本、降低產(chǎn)品開發(fā)風險,縮短新產(chǎn)品上市時間,在工業(yè)、交通、醫(yī)療、儀器、能源和物聯(lián)網(wǎng)等領域,嵌入式核心板得到了廣泛的應用。當內(nèi)嵌核心板的整機產(chǎn)品出現(xiàn)電磁兼容性問題,該怎么辦?本文教你如何分析定位并有效地解決問題。

2.電磁兼容性

按照GJB 72A-2002《電磁干擾和電磁兼容性術語》的定義,電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,EMC)是指“設備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。包括以下兩個方面:

1)設備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預定的電磁環(huán)境中運行時,可按規(guī)定的安全裕度實現(xiàn)設計的工作性能、且不因電磁干擾而受損或產(chǎn)生不可接受的降級;

2)設備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預定的電磁環(huán)境中正常地工作且不會給環(huán)境(或其他設備)帶來不可接受的電磁干擾。

綜上所述,EMC通常包含以下兩個方面的要求:

1)電磁干擾(Electro Magnetic Interference,EMI),是指任何可能中斷、阻礙、甚至降低、限值無線電通信或其他電氣電子設備性能的傳導或輻射的電磁能量。根據(jù)電磁能量的傳遞途徑,可分為輻射干擾和傳導干擾。常見的EMI試驗項目如下:

表1 常見EMI試驗項目

EMI試驗項目 相應的試驗標準相應的試驗標準
電源線及信號線傳導騷擾(CE)CISPR 16, GB/T 6113
輻射騷擾(RE)
諧波電流(Harmonic)IEC61000-3-2, GB 17625.1
電壓波動和閃爍(Fluctuation and Flicker)IEC61000-3-3, GB 17625.2

2)電磁敏感性(Electro Magnetic Susceptibility,EMS),是指設備、器件或系統(tǒng)因電磁干擾可能導致工作性能降級的特性。常見的EMS試驗項目如下:

表2 常見EMS試驗項目

EMS測試項目相應的試驗標準
靜電放電抗擾度(ESD)IEC61000-4-2, GB/T17626.2
射頻電磁場輻射抗擾度試驗(RS)IEC61000-4-3, GB/T17626.3
電快速瞬變脈沖群抗擾度(EFT/B)IEC61000-4-4, GB/T17626.4
雷擊(浪涌)抗擾度(SURGE)IEC61000-4-5, GB/T17626.5
射頻感應場傳導抗擾度(CS)IEC61000-4-6 , GB/T17626.6
工頻磁場抗擾度(PFM)IEC61000-4-8, GB/T17626.8
電壓跌落與中斷(DIP)IEC61000-4-11, GB/T17626.11
3.常見的電磁兼容性問題

內(nèi)嵌核心板的產(chǎn)品,常見的電磁兼容性問題如下:

表3 內(nèi)嵌核心板產(chǎn)品的常見EMC問題

電磁兼容性試驗項目常見的EMC問題
電源線及信號線傳導騷擾(CE)電源線或信號線的傳導騷擾出現(xiàn)超標
輻射騷擾(RE)整機輻射騷擾出現(xiàn)超標
靜電放電抗擾度(ESD)系統(tǒng)出現(xiàn)死機、復位,液晶顯示閃爍或花屏,通信數(shù)據(jù)錯誤或中斷,測量數(shù)據(jù)跳變或錯誤,按鍵及LED指示燈誤動作
電快速瞬變脈沖群抗擾度(EFT/B)
射頻感應場傳導抗擾度(CS)
雷擊(浪涌)抗擾度(SURGE)電源接口損壞短路,通信數(shù)據(jù)錯誤、中斷或通信接口損壞
4.電磁兼容性問題的解決

對于電磁兼容問題,就發(fā)生機理而言,離不開 干擾源、傳播路徑和敏感源 這三個方面,無論是EMI電磁干擾問題還是EMS電磁抗擾問題,抓住這三個方面進行分析,望聞問切,再輔以針對性的有效措施,即可藥到病除。電磁兼容問題的診斷及整改,可以分為三大步驟:

問題現(xiàn)象及描述、分析及根因定位、整改及效果驗證。

下面就以某型號內(nèi)嵌核心板產(chǎn)品的EMI輻射超標作為案例,對上述三個步驟進行說明,而對于EMS電磁抗擾問題的診斷及整改,也是可觸類旁通,大家可舉一反三。

4.1問題現(xiàn)象及描述(步驟1)

對于EMI電磁干擾問題,重點抓住4個方面進行描述:

1)依據(jù)的試驗標準;

2)超標的頻點或頻段;

3)超出標準限值多少;

4)試驗時產(chǎn)品的工作狀態(tài)和配置。

對于EMS電磁抗擾問題,抓住以下4個方面進行描述:

1)依據(jù)的試驗標準;

2)產(chǎn)品異常時的試驗等級;

3)產(chǎn)品的異常現(xiàn)象,及其相應的干擾位置;

4)試驗時產(chǎn)品的工作狀態(tài)和配置。

無論是EMI電磁干擾還是EMS電磁抗擾問題,這里都特別強調(diào)對于產(chǎn)品工作狀態(tài)和現(xiàn)場試驗配置的確切描述。所有這些描述,務必客觀真實,描述得越清楚和細致,對后面的問題分析和根因定位就越有幫助。產(chǎn)品工作狀態(tài),涉及比如電源輸出是否滿載,具體產(chǎn)品中有哪些通信、系統(tǒng)內(nèi)部框圖等;現(xiàn)場的試驗配置,涉及比如采用直流還是交流供電,是否外接適配器,是否有連接外部通信線纜,線纜的長度,接地情況,產(chǎn)品試驗時的系統(tǒng)框圖等。

4.2分析及根因定位(步驟2)

對于EMC問題分析和根因定位,就類似于查案一樣,抽絲剝繭,探求真相。下面分別對于EMI和EMS的問題分析及根因定位給出一些方法。

對于EMI電磁干擾問題的定位,總體思路是:化整為零,逐步逼近。通常有以下兩種方法:

1)排除法:若產(chǎn)品為一個復雜的系統(tǒng),就可以采用化整為零,逐步逼近的方法,比如將產(chǎn)品的各個部分逐一關閉或撤除(譬如將液晶顯示屏及排線拔掉、將外部通信線纜拔掉、將原有的開關電源適配器采用線性穩(wěn)壓電源或電池供電、用軟件屏蔽某些信號源的輸出等),僅保留最小系統(tǒng)工作,先看看最小系統(tǒng)是否能夠滿足EMI標準的限值要求。如果最小系統(tǒng)的EMI沒有問題,我們再逐一打開或恢復去掉的部分,對比前后試驗結(jié)果的區(qū)別,以便定位EMI的主要源頭或路徑。

復雜產(chǎn)品或系統(tǒng)的EMI問題分析及定位,通常適合在電波暗室(企業(yè)自建,或者找其他企業(yè)或第三方機構(gòu)租用)中進行,可以一邊分析定位,一邊進行整改及效果驗證。

2)近場掃描法:如果企業(yè)沒有自建電波暗室,也不方便租用電波暗室,可以采用近場掃描的方法,需要用到頻譜分析儀(或者帶頻譜分析功能的示波器)和近場探頭等附件。

通過對產(chǎn)品整體或局部進行輻射電磁場的近場掃描,可以初步確定風險較大的區(qū)域或位置,甚至直接定位到EMI干擾的主要源頭。實施針對性的整改后,再次進行近場掃描,并進行整改前后的結(jié)果對比,如果整改后有較為明顯的改善(比如超標頻點的幅值下降很多或者幾乎消除),我們就可以去電波暗室做進一步的測量驗證。

關于近場掃描,這里需要說清楚幾點:

——近場掃描屬于定性測量,通過監(jiān)測產(chǎn)品輻射的頻點以及近場電磁場強大小來初步判斷產(chǎn)品的輻射騷擾水平,但這并不能等同或替代電波暗室對于產(chǎn)品輻射騷擾的定量測量。

——近場掃描對產(chǎn)品輻射騷擾的測量區(qū)域遠小于電波暗室,形象一點比喻,近場掃描是“管中窺豹”,電波暗室則是“縱觀全局,明察秋毫”。

——總之,近場掃描的結(jié)果僅供參考,電波暗室的測量結(jié)果才是客觀事實,不可相提并論,更加不可以兩者混為一談。

如上所述,排除法適用于輻射騷擾和傳導騷擾的定位,而近場掃描法通常僅適用于輻射騷擾的定位,在實際EMI問題的分析定位中,大家也可以兩種方法結(jié)合使用。

內(nèi)嵌核心板產(chǎn)品的常見EMI干擾源,如下4所示。

表4 內(nèi)嵌核心板產(chǎn)品的常見EMI干擾源
EMI干擾源異常表現(xiàn)
DC-DC電源電路在其開關頻率點出現(xiàn)差模干擾超標,或者高頻段共模干擾超標
液晶驅(qū)動電路液晶時鐘及數(shù)據(jù)的基頻及倍頻輻射騷擾超標
以太網(wǎng)通信電路以太網(wǎng)通信時鐘等信號的基頻及倍頻輻射騷擾超標
有源晶振電路時鐘信號頻率的基頻及倍頻出現(xiàn)輻射騷擾超標
高速數(shù)字信號電路高速通信數(shù)據(jù)頻率的基頻及倍頻出現(xiàn)輻射騷擾超標

對于EMS電磁抗擾問題的定位,主要是尋找產(chǎn)品或系統(tǒng)中對電磁干擾較為敏感的部件或電路,總體思路是:由表及里,尋根溯源。

在進行電磁干擾敏感源的定位時,我們也可以采用排除法,化整為零,從整機到部件,由表及里,再從部件到電路,逐步逼近,尋根溯源,直至找到最終的敏感位置。

內(nèi)嵌核心板產(chǎn)品中常見的EMS敏感源,如下表5所示。

表5 內(nèi)嵌核心板產(chǎn)品的常見EMS敏感源

EMS敏感源異常表現(xiàn)
復位電路系統(tǒng)或功能電路出現(xiàn)復位現(xiàn)象
時鐘電路系統(tǒng)出現(xiàn)死機現(xiàn)象或功能電路停止工作
液晶顯示電路液晶顯示出現(xiàn)閃爍、白屏或花屏現(xiàn)象
AD采樣電路測量采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤或者中斷采樣
接口通信電路通信數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤、丟幀或中斷
輸入信號電路系統(tǒng)或功能電路出現(xiàn)誤動作

除了上述的“干擾源”和“敏感源”,我們在進行EMC問題分析時還需要特別注意“傳播路徑”的影響。電磁干擾的“傳播路徑”通常分為輻射和傳導兩種,而“電纜”(包括互聯(lián)接口線纜、電源線纜,以及PCB上的電源及信號走線等)則是電磁干擾傳播路徑的物理媒介,根據(jù)相關統(tǒng)計,將近90%的EMC問題是由電纜造成的,電纜是高效的電磁波接收天線和發(fā)射天線,同時也是電磁干擾傳導的良好通道。

4.3整改及效果驗證(步驟3)

對產(chǎn)品EMC問題的整改,通常有“屏蔽”、“濾波”、“接地”這三大方法,相信應該大部分用戶已經(jīng)初步了解過,也可以自行查閱相關書籍或網(wǎng)絡文獻。

這里我們主要就產(chǎn)品EMC整改過程中一些比較容易忽略的點進行介紹。

“屏蔽”,是針對輻射電磁干擾進行整改的主要方法,一般針對產(chǎn)品的電纜、結(jié)構(gòu)及孔縫進行屏蔽。要特別注意的是,屏蔽措施一定要配合接地措施來使用,否則效果減半或毫無作用;另外,實施屏蔽措施時要做到360度的閉合搭接,不留孔縫或者等效的棒狀天線。

“濾波”,是針對傳導電磁干擾進行整改的主要方法,通常需要在產(chǎn)品及其電路上額外增加濾波器件,諸如共模電感、差模電感、電容、磁珠及電阻等。一般分為疏導型和消耗型兩種濾波方式,疏導型“濾波”措施(如電容濾波)需要配合“接地”使用。需要特別注意的是,濾波措施盡量靠近干擾源或敏感源放置,以免“濾波”措施的效果大打折扣。

“接地”是“屏蔽”和“濾波”兩大措施中電磁干擾的有效疏導路徑。接地的方式有很多種,比如單點接地、多點接地、電容接地、阻容接地、電感接地、磁珠接地、電阻接地等,實際的產(chǎn)品或系統(tǒng)中,適合采取哪種接地方式,需要看屬于哪個類型的地(如大地、安全地、數(shù)字地、模擬地、功率地等),一個接地方式,一個地的類型,得搞清楚兩個問題,才能避免接錯“地”的情況,總結(jié)起來就是“接地方式?jīng)Q定于接地目的”。

如上所述的“屏蔽”和“濾波”都是從硬件方面進行整改,從更廣義的角度,“屏蔽”和“濾波”也是可以通過軟件方法來實現(xiàn)的。這里列舉一些軟件上“屏蔽”和“濾波”的整改方法供大家參考,在實際應該用中,可以舉一反三。

表6 軟件EMC整改方法
軟件整改措施方法及目的
設置不使用的I/O口作為輸出口設置I/O方向寄存器,屏蔽不使用的I/O口,以免耦合到EMS干擾輸入,進而導致系統(tǒng)誤動作
對按鍵輸入信號或高低電平信號作軟件濾波處理對輸入信號作防抖處理(即二次電平判斷),剔除瞬態(tài)的干擾信號,避免系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作
對AD采樣數(shù)據(jù)作軟件濾波處理對AD采樣數(shù)據(jù)做數(shù)字濾波(如平均值濾波、中值濾波、限幅濾波等),減少干擾對測量結(jié)果的影響
對通信數(shù)據(jù)進行軟件校驗處理對通信數(shù)據(jù)采用奇偶校驗、CRC校驗等方法,剔除干擾對通信數(shù)據(jù)的不利影響,避免通信出錯
5.核心板應用的的注意事項

以上是產(chǎn)品出現(xiàn)EMC問題后的整改方法和大體思路,那么在應用核心板進行產(chǎn)品開發(fā)時如何避免EMC問題呢?接下來,我們看看有哪些注意事項。

5.1電源電路的EMC設計

電源接口是產(chǎn)品EMC試驗必做的接口之一,包括EMI電磁干擾和EMS電磁騷擾兩個方面。內(nèi)嵌核心板的產(chǎn)品在電源接口設計時,要注意如下幾個方面:

1)在產(chǎn)品底板電源電路靠近電源接口處增加TVS二極管防護,以便抑制浪涌干擾。需要結(jié)合供電電壓選擇合適規(guī)格的TVS二極管。

2)如果采用DC/DC(通常放置在底板)作為核心板的直流供電,建議在DC/DC輸入增加EMI濾波電路,以便降低產(chǎn)品出現(xiàn)傳導騷擾和輻射騷擾超標的概率。

3)如果核心板有多個電源供電引腳,底板上這些電源信號靠近核心板處增加濾波電容。采用諸如10uF、0.1uF、1nF等不同容值的貼片電容并聯(lián),以便進行寬頻濾波。

5.2接口電路的EMC設計

核心板的接口電路通過板對板連接器(或郵票孔)擴展到底板,有的甚至成為產(chǎn)品整機的輸入輸出接口,比如按鍵、LED指示、SPI、I2C、串口、LCD、Ethernet等,如果這些接口電路沒有做EMC設計或是EMC設計不合理,一方面外界電磁干擾經(jīng)由接口及接口電路傳導到核心板,輕則引起誤動作,重則損壞核心板,另一方面核心板和底板的電磁干擾會以傳導或輻射的方式對外發(fā)射電磁干擾,導致產(chǎn)品整機的EMI測試超標。

內(nèi)嵌核心板的產(chǎn)品在接口電路設計時,有如下幾個注意事項:

1)若產(chǎn)品輸入信號為高低電平信號(如按鍵、復位、開關量等),且信號在底板上的走線較長時,應在底板上靠近核心板I/O輸入附近增加RC濾波;

2)若產(chǎn)品輸入信號為高速數(shù)字信號(如時鐘、SPI、I2C、AD采樣信號等),應該更多地從PCB布局及布線上去考慮,確保底板上的高速信號走線盡量短,盡量少過孔,可在信號走線上適當增加ESD等防護器件,但不宜有過大的寄生電容或濾波電容,以免影響高速信號的質(zhì)量;

3)對于從核心板擴展到底板的高低電平輸出信號,更多的是從抗電磁干擾的角度考慮,在底板上的信號走線盡量短,也可適當增加ESD等防護器件;

4)對于從核心板擴展到底板的高速數(shù)字信號(如SPI、I2C、串口、以太網(wǎng)及LCD接口)輸出,更多是從EMI的角度去考慮,可以在這些高速數(shù)字信號上適當增加匹配電阻或RC濾波電路,同時高速信號在底板的走線也要盡量短并少過孔。

5)對于有較多數(shù)據(jù)線和時鐘線的輸出接口(比如LCD接口),可在信號線中串入排阻,并在底板上將排阻靠近核心板放置,從源頭上減少EMI的發(fā)射能量,同時也可以采用多層板設計,高速信號和時鐘走線盡量在PCB內(nèi)層走線,對LCD的時鐘線進行包地處理,減少信號環(huán)路面積,進一步減少EMI干擾。

5.3核心板在底板的布局及裝配

除了供電和接口電路的優(yōu)化設計,核心板在底板上的布局或是裝配方式不合理,也會容易引起EMC問題。核心板在底板布局和裝配方面,有如下注意事項:

1)核心板盡量布局在底板的中央?yún)^(qū)域,避免放置在底板邊沿或靠近底板的外圍接口,這樣能夠減小外界電磁干擾對于核心板的不利影響;

2)如果核心板有定位孔(與GND連接)和板對板連接器,我們建議在底板上預留與核心板對應的定位孔(也與GND連接),將核心板通過連接器裝配到底板后,同時在核心板和底板的定位孔安裝上銅柱,用螺絲鎖緊,既能減震,也能確保整個核心板有良好的接地,且保持較低的接地阻抗。

3)在產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計或安裝時,接口線纜不能直接放置在核心板的上方,或穿過核心板和底板之間的縫隙,或緊挨著核心板,以便能夠盡量避免核心板將干擾耦合到接口線纜上,或外界干擾通過接口線纜耦合到核心板上。

6.結(jié)語

篇幅所限,以上僅對內(nèi)嵌核心板的整機產(chǎn)品EMC問題分析及解決做了概要性的介紹,供用戶參考和借鑒。我們也可以為用戶提供EMC設計或整改的技術服務,助力用戶產(chǎn)品盡早達成預定的電磁兼容性能指標。

具體可發(fā)郵件:[email protected]。