杭州PCB抄板公司-緯亞電子：1　前言

　　 電磁兼容，即EMC（Electromagnetic Compatibility），是指干擾可以在不損害信息的前提下與有用信號(hào)共存。隨著數(shù)字化產(chǎn)品的不斷問(wèn)世，其電磁兼容性的設(shè)計(jì)越來(lái)越引起人們的重視。因?yàn)楦咚贁?shù)字電路工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的高頻干擾信號(hào)，處理不好，不僅影響本身性能，而且還會(huì)影響周?chē)h(huán)境。以VCD機(jī)為例，VCD機(jī)中有高速數(shù)字信號(hào)處理電路，存在大量的脈沖干擾，處理不當(dāng)，將影響音視頻的質(zhì)量和讀盤(pán)糾錯(cuò)能力。嚴(yán)重時(shí)高頻干擾脈沖會(huì)通過(guò)電源或空間發(fā)射出來(lái)，影響周?chē)娮釉O(shè)備的正常工作。現(xiàn)以VCD機(jī)為例討論數(shù)字AV產(chǎn)品的抗干擾設(shè)計(jì)。

2　數(shù)字AV產(chǎn)品的特點(diǎn)

　　 目前，數(shù)字AV產(chǎn)品除了廉價(jià)大眾化的VCD機(jī)外，為了滿(mǎn)足廣大用戶(hù)對(duì)音視頻產(chǎn)品的品質(zhì)要求，廠商又不斷地開(kāi)發(fā)DVD和數(shù)字電視等數(shù)字AV產(chǎn)品。數(shù)字AV產(chǎn)品的核心是DSP（Digital Signal Processor）系統(tǒng)，對(duì)音視頻信號(hào)進(jìn)行高速的數(shù)字信號(hào)處理，使人們視聽(tīng)享受達(dá)到較完美的境地。同時(shí)，由于數(shù)字信號(hào)處理的碼率很高，如VCD視盤(pán)機(jī)MPEG1視頻數(shù)據(jù)率和音頻數(shù)據(jù)率之和約1．5 Mb／s；DVD MPEG2音視頻可變碼率平均為4．69 Mb／s，大速率達(dá)10．7 Mb／s，可見(jiàn)碼率之高，處理系統(tǒng)又與高速的存儲(chǔ)器配合使用進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。隨著碼率的不斷提高，數(shù)字信號(hào)處理的速度越來(lái)越快，產(chǎn)生與速度成正比的大量干擾脈沖，且頻率越來(lái)越高，幅度越來(lái)越大，結(jié)果對(duì)產(chǎn)品的抗干擾設(shè)計(jì)帶來(lái)更大的難度，也是產(chǎn)品品質(zhì)高低的關(guān)鍵所在。

3　數(shù)字電路的常見(jiàn)干擾噪聲

　　對(duì)數(shù)字AV產(chǎn)品這樣一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)以下幾種噪聲：
　　 （1）電源噪聲：在該數(shù)字系統(tǒng)中，主要由于受DSP電路、CPU、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器件和其它數(shù)字邏輯電路在工作過(guò)程中邏輯狀態(tài)高速變換造成系統(tǒng)電流和電壓變化產(chǎn)生噪聲，溫度變化時(shí)的直流噪聲以及供電電源本身產(chǎn)生的噪聲等等。
　　（2）地線(xiàn)噪聲：在系統(tǒng)內(nèi)，如果在各部分的地線(xiàn)之間出現(xiàn)電位差或者存在接地阻抗便會(huì)引起接地噪聲。
　　（3）反射噪聲：傳輸線(xiàn)路各部分的特性阻抗不同或與負(fù)載阻抗不匹配時(shí)，所傳輸?shù)男盘?hào)在終端（或臨界）部位發(fā)生反射，使信號(hào)波形發(fā)生畸變或產(chǎn)生震蕩。
　　（4）串?dāng)_噪聲：產(chǎn)生原因是由于扁平電纜或束捆導(dǎo)線(xiàn)等傳輸線(xiàn)之間，印制電路板內(nèi)平行印制導(dǎo)線(xiàn)之間的電磁感應(yīng)，以及高速開(kāi)關(guān)電流通過(guò)分布電容等寄生參數(shù)把無(wú)用信號(hào)成分疊加在目的信號(hào)上引起的。杭州PCB|杭州smt

4　電源和地線(xiàn)噪聲的抑制

　　 在數(shù)字AV產(chǎn)品中大量地應(yīng)用了CMOS的數(shù)字器件和數(shù)字模擬混合器件，如DSP芯片、CPU、動(dòng)態(tài)RAM、D／A變換器和其它數(shù)字邏輯器件，當(dāng)設(shè)備工作時(shí)這些器件同時(shí)工作會(huì)使電路板內(nèi)的電源電壓和地電平波動(dòng)，導(dǎo)致信號(hào)波形產(chǎn)生尖峰過(guò)沖或衰減震蕩，造成數(shù)字IC電路的噪聲容限下降，而引起誤動(dòng)作，其原因是數(shù)字IC的開(kāi)關(guān)電流I和電源線(xiàn)、地線(xiàn)的電阻R所造成的電壓降eR＝IR與印條和元器件引腳的分布電感L所造成的感應(yīng)電壓降eL＝L（dI／dt）兩者一起作用。
　　由圖1的模型可以進(jìn)一步說(shuō)明，假如線(xiàn)路中的電流從50 μA變成2 mA，上升沿為10
ns，則電阻引起的壓降為：eR＝IR＝2×200＝0．4，單位是mV，電感引起的壓降是：eL＝L（dI／dt）＝400 ×（2
－0．05）／10≈78，單位也是mV。

　　 可見(jiàn)由分布電感引起的電壓降相當(dāng)大。由于數(shù)字AV產(chǎn)品中有好多條高頻數(shù)字信號(hào)線(xiàn)，因此，電源和地線(xiàn)的干擾是相當(dāng)嚴(yán)重的。
　　 其次，由于一部分CMOS電路是數(shù)字模擬混合器件，如D／A轉(zhuǎn)換器件，根據(jù)CMOS的基本理論，數(shù)字模擬二部分電路形成在同一個(gè)N－型的芯片上，假如只有數(shù)字部分電源VDD供電，盡管模擬電源未接，VDD的電能會(huì)轉(zhuǎn)換到模擬部分N＋上去，VDD電壓依然會(huì)出現(xiàn)于模擬電源VCC腳上。同樣，VDD上存在的噪聲亦會(huì)出現(xiàn)在VCC上，由于VDD和VCC上的噪聲作用造成數(shù)模混合電路，如音頻D／A PCM1710的THD＋N和動(dòng)態(tài)范圍下降，影響整機(jī)的性能。
　　為了抑制電源和地線(xiàn)噪聲，在數(shù)字AV產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可以采取以下措施：
　 　（1）選用貼片元件和盡可能縮短元件的引腳長(zhǎng)度，以減小元件分布電感的影響；選用噪聲容限大的數(shù)字IC。
　　 （2）在VDD及VCC電源端盡可能靠近器件接入濾波電容，以縮短開(kāi)關(guān)電流的流通途徑，用10 μF鋁電解和0．1
μF獨(dú)石電容并聯(lián)接在電源腳上。對(duì)于MPEG板主電源輸入端和MPEG解碼芯片以及DRAM，SDRAM等高速數(shù)字IC的電源端可以用鉭電解電容代替鋁電解，因?yàn)殂g電解的對(duì)地阻抗比鋁電解小得多。
　　 （3）印制板布局時(shí)，要將模擬電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū)合理地分開(kāi)，電源和地線(xiàn)單獨(dú)引出，電源供給處匯集到一點(diǎn)；PCB布線(xiàn)時(shí)，高頻數(shù)字信號(hào)線(xiàn)要用短線(xiàn)，主要信號(hào)線(xiàn)好集中在PCB板中心，時(shí)鐘發(fā)生電路應(yīng)在板中心附近，時(shí)鐘扇出應(yīng)采用菊鏈?zhǔn)交虿⒙?lián)布線(xiàn)，同時(shí)電源線(xiàn)盡可能遠(yuǎn)離高頻數(shù)字信號(hào)線(xiàn)或用地線(xiàn)隔開(kāi)。
　　 （4）印制板的電源線(xiàn)和地線(xiàn)印制條盡可能寬，以減小線(xiàn)電阻，從而減小公共阻抗引起的干擾噪聲。
　　 （5）對(duì)數(shù)模混合電路，VDD與VCC應(yīng)該聯(lián)到模擬電源VCC，AGND與DGND接到模擬地AGND，如圖2所示，根據(jù)BB，PHILIPS，東芝公司實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建議把D／A器件視為模擬器件，MPEG電路與D／A器件連接如圖3，D／A器件必須置于AGND上，同時(shí)要提供一條數(shù)字回路供這些數(shù)字噪聲／能量反饋回信號(hào)源，以減小數(shù)字器件的噪聲對(duì)模擬電路的影響，使D／A器件的動(dòng)態(tài)特性提高。

　　 實(shí)測(cè)VCD機(jī)MPEG解壓板數(shù)字電源VDD與模擬電源VCC的噪聲電平如圖4所示，由波形可知，電源上疊加的噪聲電平已相當(dāng)小，VDD噪聲電平與VCC噪聲電平波形基本一致，且數(shù)字電源噪聲電平明顯大于模擬電源的噪聲電平，這說(shuō)明這些干擾脈沖主要由數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生的。

5　反射干擾噪聲的抑制

　　 在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，要進(jìn)行很多時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的傳輸，因其傳輸線(xiàn)路始端和終端阻抗不匹配，所傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)在阻抗不連續(xù)處發(fā)生反射，使傳輸?shù)男盘?hào)波形出現(xiàn)上沖、下降和振蕩。反射還會(huì)降低器件噪聲容限，加大延遲時(shí)間，而且如傳輸線(xiàn)傳輸時(shí)間與所傳輸?shù)难舆t時(shí)間大致相同，反射會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，有的使傳輸?shù)男畔a(chǎn)生錯(cuò)誤，有的使電壓超過(guò)電路的極限值影響電路的正常工作。
　　 傳輸線(xiàn)上阻抗不匹配，即特性阻抗為Z0的傳輸線(xiàn)與阻抗不等于Z0的信號(hào)源、負(fù)載電路、負(fù)載元件或者特性阻抗不等于Z0的線(xiàn)路連接。通常情況下，傳輸線(xiàn)是無(wú)損耗線(xiàn)，單位長(zhǎng)度傳輸線(xiàn)的傳輸時(shí)間τ＝和特性阻抗，式中C，L為單位長(zhǎng)度傳輸?shù)姆植茧娙莺头植茧姼小?br /> 　　傳輸線(xiàn)大匹配線(xiàn)長(zhǎng)度lmax＝trv／k
式中：lmax——單位m
　　　tr——傳輸信號(hào)的前沿時(shí)間（μs）
　　 v——電磁波速度，1．4×108～1．4×108 m／s
　　 k——經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取k＝4～5
　　 如果傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度超過(guò)lmax，應(yīng)在其始端和終端進(jìn)行阻抗匹配。
　　 現(xiàn)在對(duì)信號(hào)在傳輸線(xiàn)上的傳輸過(guò)程做一分析：信號(hào)從始端出發(fā)，經(jīng)傳輸線(xiàn)向終端負(fù)載，由于阻抗不匹配就會(huì)造成信號(hào)嚴(yán)重畸變。下面以VCD機(jī)機(jī)芯DSP信號(hào)輸出端至MPEG板之間傳輸線(xiàn)為例進(jìn)一步加以說(shuō)明。用長(zhǎng)10cm束捆線(xiàn)和長(zhǎng)60
cm扁平電纜作傳輸線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。先用束捆線(xiàn)作實(shí)驗(yàn)，用泰克TDS－520A數(shù)字示波器測(cè)得DSP輸出端和MPEG板輸入端的波形基本一致，以如圖5所示BCK波形為例。
　　 由圖5可見(jiàn)，BCK的上升沿時(shí)間Tr≈10 ns，其lmax＝50 cm，因此束捆線(xiàn)長(zhǎng)度l＝10 cm＜＜lmax，因是短線(xiàn)，傳輸時(shí)間很短不必進(jìn)行阻抗匹配。然而如把束捆線(xiàn)換成長(zhǎng)60 cm的扁平電纜，BCK的波形如圖6所示。

　　 由BCK波形知，換成扁平電纜后，波形畸變明顯變大，主要是上升沿變差，上升時(shí)間tr變大和波形的波峰谷比變大。其原因是扁平電纜的長(zhǎng)度l＝60 cm＞lmax＝50
cm，傳輸電纜要作長(zhǎng)線(xiàn)處理，其阻抗必須進(jìn)行匹配，DSP輸入端的上升時(shí)間變長(zhǎng)是由于反射至DSP輸出端反射波的反射系數(shù)有正有負(fù)而形成波峰和波谷使上升時(shí)間tr變長(zhǎng)，DATA，LRCK波形也有類(lèi)似情況。
　　 通過(guò)上述比較實(shí)驗(yàn)，要抑制反射干擾，要設(shè)法使發(fā)送端和終端的阻抗匹配，或者把傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度盡可能縮短，即l＜＜lmax，由于是民用產(chǎn)品，還要考慮到生產(chǎn)成本及生產(chǎn)加工過(guò)程方便等原因。
　　在數(shù)字AV產(chǎn)品中，采取的措施為：
　　 （1）DSP輸出端加適當(dāng)電阻使之與束捆線(xiàn)和扁平電纜的特性阻抗基本相一致，發(fā)送端的阻抗基本匹配，抵消了數(shù)字信號(hào)脈沖上升／下降的過(guò)沖。
　　 （2）把束捆線(xiàn)的長(zhǎng)度縮短為l＜＜lmax，因線(xiàn)很短，波形畸變輕微。實(shí)際結(jié)果使DSP的波形明顯改善，實(shí)際電路如圖7所示。

　　 （3）用終端二極管取代匹配電阻，此法已廣泛應(yīng)用于數(shù)字IC的芯片制作中，作為輸入輸出端的匹配和保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，如圖8。這種匹配方法有以下優(yōu)點(diǎn)：能改善終端波形；對(duì)發(fā)送端的電平高低沒(méi)有影響；補(bǔ)設(shè)方便，同機(jī)有多個(gè)負(fù)載時(shí)達(dá)到佳匹配；具有保護(hù)作用，有效抑制過(guò)沖脈沖。 　　（4）加整形電路可減小連接線(xiàn)不匹配引起干擾噪聲的影響，整形電路通常加在輸入端前且要注意不能產(chǎn)生信號(hào)新的相位變化。如圖9是PHILIPS
3碟VCD機(jī)芯與MPEG板進(jìn)行時(shí)鐘傳輸時(shí)在MPEG板時(shí)鐘輸入端加接的一個(gè)整形電路。

6 　數(shù)字信號(hào)的串?dāng)_抑制

　　 所謂串?dāng)_是指信號(hào)傳輸線(xiàn)在傳輸信號(hào)的過(guò)程中，在其相鄰信號(hào)線(xiàn)上引起嚴(yán)重的干擾噪聲，大多發(fā)生在扁平電纜、束捆導(dǎo)線(xiàn)或印制板電路上平行的印制導(dǎo)線(xiàn)之間。串?dāng)_的強(qiáng)弱與相鄰兩信號(hào)線(xiàn)之間的互阻抗和信號(hào)本身的阻抗有關(guān)。下面討論扁平電纜的串?dāng)_問(wèn)題。
　　 現(xiàn)代數(shù)字AV產(chǎn)品中，廣泛使用扁平電纜做連接導(dǎo)線(xiàn)，雖有很多優(yōu)點(diǎn)，然而若使用不當(dāng)，很易發(fā)生串?dāng)_，引起意相不到的問(wèn)題，影響數(shù)字產(chǎn)品的正常工作。扁平電纜的各導(dǎo)線(xiàn)之間均有分布電容，如圖10所示。

　　 經(jīng)實(shí)際測(cè)量，每10 cm長(zhǎng)的相鄰導(dǎo)線(xiàn)間的分布電容約3 pF。頻率為100 MHz時(shí)，1 pF電容的阻抗為1．6 kΩ，10
cm傳輸?shù)鸟詈献杩箖H為0．5 kΩ，而且扁平電纜導(dǎo)線(xiàn)的分布電容與其長(zhǎng)度成正比，布線(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)串?dāng)_更為嚴(yán)重。以VCD機(jī)為例，信號(hào)為數(shù)百千赫茲、數(shù)兆赫茲的方波和10～20 MHz的時(shí)鐘信號(hào)，其含有的幾十倍的高次諧波，信號(hào)頻譜高近數(shù)百兆赫茲，這種高頻分量極易通過(guò)扁平電纜各導(dǎo)線(xiàn)之間的分布電容相互串?dāng)_。在VCD機(jī)試制時(shí)，筆者做過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分別用60 cm長(zhǎng)扁平電纜和10 cm長(zhǎng)的束捆線(xiàn)連接DSP與MPEG板，其波形如圖11所示。

　　 由圖11可見(jiàn)，60 cm扁平電纜上的干擾明顯比10cm長(zhǎng)束捆線(xiàn)上的干擾大的多，說(shuō)明扁平電纜分布電容與長(zhǎng)度成正比，干擾又與分布電容成正比。
　　 如把DSP輸出端的BCK時(shí)鐘斷開(kāi)，60cm扁平電纜的LRCK波形如圖12所示。由圖12可以看出，LRCK干擾點(diǎn)明顯減少和干擾脈沖幅度下降。由此說(shuō)明干擾大部分來(lái)自BCK方波信號(hào)，導(dǎo)線(xiàn)間保持一定距離可降干擾。
　　 在松下130／330　DVD機(jī)中，機(jī)芯數(shù)據(jù)輸出為并口方式，與MPEG板之間用軟性印制電纜連接，由于DVD　MPEG2的碼率是VCD機(jī)的幾倍，且主時(shí)鐘的頻率比VCD高，所以，每根數(shù)據(jù)時(shí)鐘線(xiàn)之間用地線(xiàn)隔開(kāi)，連接電纜表面涂覆一層導(dǎo)電層加以屏蔽，可以減小線(xiàn)間的分布電容，從而減小線(xiàn)間的相互串?dāng)_和高頻脈沖向外輻射。
　　 在數(shù)字AV產(chǎn)品中采取了以下措施：
　　 （1）盡可能縮短信號(hào)線(xiàn)的傳輸長(zhǎng)度。
　　 （2）在多種電平的信號(hào)傳輸時(shí)，應(yīng)盡量把前后沿時(shí)間相近的同級(jí)電平信號(hào)劃為一組傳輸。就VCD來(lái)說(shuō)，DATA，BCK，LRCK信號(hào)與主時(shí)鐘之間用一根地線(xiàn)相互隔離。必要時(shí)用屏蔽線(xiàn)代替束捆線(xiàn)來(lái)傳輸MCLK和BCK時(shí)鐘，減小串?dāng)_和輻射。
　　（3）若條件允許，在雙面印制板布線(xiàn)時(shí)，正面?zhèn)鬏敻哳l數(shù)字信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，在其傳輸印制電路背面盡可能加大接地面積，這樣由于平行導(dǎo)線(xiàn)間的分布電容在導(dǎo)線(xiàn)接近地平面時(shí)會(huì)變小的緣故，信號(hào)線(xiàn)之間串音干擾會(huì)減小；在MPEG芯片、DRAM、SDRAM及其它高速數(shù)字器件印制板布線(xiàn)時(shí)，其背面布上大片地線(xiàn)，地線(xiàn)可以吸收屏蔽器件產(chǎn)生的高頻脈沖噪聲。

7　數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

　　 實(shí)際上，電源線(xiàn)電流變化產(chǎn)生的感應(yīng)壓降、數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)姆瓷涓蓴_和數(shù)字信號(hào)間的串?dāng)_相互之間有著密切聯(lián)系且密不可分的。反映在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，其危害性大的是高頻脈沖噪聲。所以，抑制高頻脈沖噪聲是數(shù)字AV產(chǎn)品電磁兼容性設(shè)計(jì)的重要組成部分。
　　 在VCD設(shè)計(jì)過(guò)程中，整機(jī)調(diào)試時(shí)，遇到整機(jī)工作時(shí)功能出錯(cuò)，通過(guò)內(nèi)置檢測(cè)程序檢測(cè)到CPU和MPEG芯片CL680A1連接如圖13，用示波器觀察HRDY和HCK上高頻毛刺較大，采用在HRDY上并聯(lián)一個(gè)51pF電容，而HCK考慮到并聯(lián)電容會(huì)影響其上升和下降時(shí)間，采用觸發(fā)器對(duì)HCK進(jìn)行整形如圖14，此處MCLK時(shí)鐘頻率遠(yuǎn)大于HCK頻率。通過(guò)采取以上措施后，用內(nèi)置檢測(cè)程序檢測(cè)數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確率大，達(dá)到100％，整機(jī)工作完全正常。

　　 為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，在數(shù)字AV產(chǎn)品中可采用如下措施：
　　 （1）增加總線(xiàn)的抗干擾能力。
　　 采用三態(tài)門(mén)方式總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，總線(xiàn)加上拉電阻使總線(xiàn)在瞬間處于穩(wěn)定的高電平而消除總線(xiàn)處于電壓不穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，總線(xiàn)須加緩沖器。
　　 （2）用軟件消除干擾。
　　 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，雖在硬件上作了種種改進(jìn)，但抗干擾效果并不顯著，如出現(xiàn)系統(tǒng)的“死機(jī)”和數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤等等，從軟件著手可加以改進(jìn)：（A）使用監(jiān)控計(jì)時(shí)器（Watch　Dog　Timer）來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)是否受干擾，一旦系統(tǒng)受到干擾立即采取系統(tǒng)中斷使系統(tǒng)重新進(jìn)行初始化后再啟動(dòng)，以消除干擾影響；（B）采用軟件容錯(cuò)技術(shù)就是承認(rèn)故障和錯(cuò)誤是客觀事實(shí)，并考慮采取措施來(lái)消除、抑制、減小其造成的影響。
　　 （3）提高系統(tǒng)控制信號(hào)抗干擾能力。
　　在系統(tǒng)中通常有RESET，STB等控制線(xiàn)，CPU與其控制器件的傳輸距離較遠(yuǎn)且控制線(xiàn)阻抗較高，易受脈沖噪聲干擾，對(duì)等控制信號(hào)在被控器件的輸入端并接一個(gè)20pF電容能消除干擾，而對(duì)RESET等控制信號(hào)并接0．01
μF電容，干擾問(wèn)題也可解決。對(duì)控制線(xiàn)加緩沖驅(qū)動(dòng)器，使控制線(xiàn)的阻抗變低，也具有抑制干擾的作用。
　　 （4）IC不用端子的處理。
　　 對(duì)于這些空著不用的端子一定要妥善處理，否則噪聲很容易通過(guò)分布電容而進(jìn)入這些端子。對(duì)電路造成干擾。如TTL，CMOS電路不用的輸入端加1～10kΩ的上拉電阻，觸發(fā)器不用的輸出端并一個(gè)小容量的陶瓷電容等等。

8　電源電路的抗干擾措施.

　　 實(shí)驗(yàn)研究表明，電源電路的抗干擾措施完善了，電子線(xiàn)路的抗干擾問(wèn)題就解決了一大半。如果不注意這一點(diǎn)，在復(fù)雜的電子線(xiàn)路內(nèi)部到處加抗干擾措施，終也并不一定能有很好的效果。另外，電源本身也是一個(gè)干擾源，如電源紋波、自激振蕩、開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的尖峰脈沖噪聲，都是對(duì)電子線(xiàn)路造成干擾的重要原因。對(duì)于數(shù)字AV產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，提高電源電路的抗干擾能力尤為重要。
　　 以VCD設(shè)計(jì)為例，所用的電源經(jīng)歷了從線(xiàn)性電源、高壓開(kāi)關(guān)電源和低壓開(kāi)關(guān)電源的過(guò)程。早期產(chǎn)品使用線(xiàn)性電源存在如下問(wèn)題：
　　 （1）電磁兼容性能不好，電源端注入干擾和整機(jī)的輻射干擾很難達(dá)到家標(biāo)準(zhǔn)。
　　（2）整機(jī)的音視頻的性能指標(biāo)達(dá)不到家優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。
　　（3）由于整機(jī)具有AC電源＋10％和－20％的穩(wěn)壓性能要求，主電源5V穩(wěn)壓塊的功耗很大，造成穩(wěn)壓塊有過(guò)熱現(xiàn)象，產(chǎn)生熱噪聲，紋波抑制能力下降，穩(wěn)壓器件過(guò)熱影響整機(jī)可靠性；同時(shí)，由于散熱器的加大，穩(wěn)壓塊的分布電容變大，這是造成電源端注入干擾大的原因。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題，在電源變壓器的前端加裝電源濾波器，如圖15，這種電源濾波器具有良好抑制共模噪聲和串模噪聲的能力，來(lái)隔離外部和內(nèi)部脈沖噪聲的干擾。在電源端注入干擾測(cè)試時(shí)，在0．5～30
MHz頻率范圍內(nèi)，對(duì)大于10 MHz干擾脈沖噪聲作用不大，這是由于5V電源穩(wěn)壓塊、電源變壓器和電源濾波器電感線(xiàn)圈的分布電容較大造成的。而對(duì)整機(jī)音視頻性能指標(biāo)和輻射干擾改善很小。通過(guò)加強(qiáng)MPEG板電源濾波去耦，多處加裝濾波電容和多處加銅皮接地，同時(shí)適當(dāng)加大5V電源的散熱器，測(cè)試結(jié)果性能基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而多處加銅皮接地給生產(chǎn)和工藝帶來(lái)困難。 　　由于線(xiàn)性電源存在缺陷，故采用開(kāi)關(guān)電源來(lái)取代線(xiàn)性電源。先試驗(yàn)高壓開(kāi)關(guān)電源，由于開(kāi)關(guān)管電源是經(jīng)交流220V電源整流濾波后的電源電壓約300V直流，且以20kHz以上的頻率開(kāi)關(guān)工作，在電源線(xiàn)路內(nèi)的dU／dt，dI／dt變化很劇烈，產(chǎn)生了很大的浪脈電壓脈沖和其它各種噪聲，形成了強(qiáng)烈的干擾源。雖然采取一些措施抑制噪聲并應(yīng)用在VCD機(jī)中，整機(jī)的性能指標(biāo)很難令人滿(mǎn)意。而后，經(jīng)理論分析得知，造成強(qiáng)烈干擾的原因是開(kāi)關(guān)管的工作電壓過(guò)高，因此，設(shè)法降低開(kāi)關(guān)管的工作電壓而試用低壓開(kāi)關(guān)電源，試驗(yàn)達(dá)到相當(dāng)滿(mǎn)意的結(jié)果。低壓開(kāi)關(guān)電源的方框圖如圖16。

　　 與高壓開(kāi)關(guān)電源比較可知，開(kāi)關(guān)管工作電壓降至十幾伏，dU／dt，dI／dt比高壓開(kāi)關(guān)電源低得多，產(chǎn)生的浪脈電壓脈沖要小得多，而且開(kāi)關(guān)管的功耗和反峰電壓減小使開(kāi)關(guān)管的分布電容減小很多，結(jié)果是浪脈電壓脈沖對(duì)DSP系統(tǒng)影響大大減小；由于低壓開(kāi)關(guān)電源電路分路電容的減小，DSP系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻脈沖噪聲通過(guò)電源向外輻射受到有效抑制。整機(jī)應(yīng)用低壓開(kāi)關(guān)電源后測(cè)試結(jié)果為：電源端注入干擾和輻射干擾較易達(dá)到家標(biāo)準(zhǔn)，特別是電源端注入干擾效果更加明顯，整機(jī)的音視頻性能也易達(dá)到家優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。低壓開(kāi)關(guān)電源因使用了降低變壓器而使成本相對(duì)提高，但是對(duì)于一些數(shù)字AV產(chǎn)品，由于抗干擾要求相當(dāng)高，選用低壓開(kāi)關(guān)電源是相當(dāng)合適的，對(duì)提高整機(jī)的性能是相當(dāng)有益的。

9　結(jié)束語(yǔ)

　　 際上十分重視電子產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)，歐美、日本等電子產(chǎn)品的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制執(zhí)行的。因此，在數(shù)字AV產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試制過(guò)程中，應(yīng)把EMC設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)過(guò)程的重要一環(huán)，從元件選購(gòu)、電路板設(shè)計(jì)及整機(jī)整體布局嚴(yán)格按照數(shù)字電路的抗干擾設(shè)計(jì)要求，可以設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)出具備良好電磁兼容性能和優(yōu)良音視頻性能的數(shù)字AV產(chǎn)品。

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