EMC整改

首先我们来从EMC测试项目构成说起,EMC主要包含两大项:EMI(干扰)和EMS(产品抗干扰和敏感度),当然这两大项中又包括许多小项目。

EMI主要测试项:

RE(产品辐射,发射)、   CE(产品传导干扰)、  Harmonic(谐波)、  Ficker(闪烁)。

EMS主要测试项:

ESD(产品静电)、  EFT(瞬态脉冲干扰)、  DIP(电压跌落)、 CS(传导抗干扰)、

RS(辐射抗干扰)、  Surge(雷击)、   PMS(磁场抗扰)。

可以看到大厂对于EMC整改有一系列的自查步骤:

在EMC试验时,MCU的ADC采集到的信号被干扰到了,则除了在原理图上分析外,在PCB上讲该信号高亮出来,然后再耐心寻找该信号的回流路径是否有不顺畅的地方:

常用电子产品行业标准及认证:

1、GB国标

GB:强制性国家标准(GB国标)

GB/T:推荐性国家标准(T推荐)    GB/Z:指导性国家标准(Z指导)

2.CQC认证有两个涵义:

一是发证机构是CQC(中国质量认证中心)(需要说明的是大部分3C证书也是CQC发证的);

二是区别于CCC强制性认证,属自愿性认证,也就是说国家法律法规层面没有强制要求办理,是企业自愿进行的认证行为。

EMC整改必用的元器件:

普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声,是因为两个原因:

(1)一个原因是电容引线电感造成电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用;

(2)另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合,降低了滤波效果。

运放带宽:

带宽就是一个频率范围,在这个范围内信号可正常传输,在范围之外信号可能会出现较大的波形失真,例如波形畸变或幅度不够。

单位增益带宽(GB)定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端。从运放的输出端测得闭环电压增益下降 3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所相应的信号频率。

运放有个指标叫单位增益带宽积(GBW),它等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积。换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号须要的增益以后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。

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从规格书上可以看到,NE5532的GBW=10MHZ,若实际闭环增益为100,则理论处理小信号的最大频率为10MHZ/100=100KHZ。

压摆率(转换速率)SR: 

运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。因为在转换期间,运放的输入级处于开关状态。所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与闭环增益无关。

简单地说就是当信号输入时,输出信号响应的速度,这个速度越快,说明响应的越及时。

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根据芯片手册可见5532的转换速率为9V/us。转换速率对于大信号处理是一个非常重要的指标。对于一般运放转换速率SR<=10V/μs。快速运放的转换速率SR>10V/μs。眼下的快速运放最高转换速率SR达到 6000V/μs。

还有一点要注意,运放的输入电流不能太大,可串一个大电阻限流。

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运放和比较器可以互换吗?

内部框图如下:

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1.  从内部图可以看出运算放大器和比较器的差别在于输出电路。运算放大器采用双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。

2.比较器需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻,该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。 

3.电压比较器只能用于信号电压比较,不能用于线性放大电路(比较器没有频率补偿)。 

4.两者都可以用于做信号电压比较,但比较器被设计为高速开关,它有比运算放大器更快的转换速率和更短的延时。 

5.放大器与比较器的主要区别是闭环特性!

放大器大都工作在闭环状态,所以要求闭环后不能自激。而比较器大都工作在开环状态更追求速度。对于频率比较低的情况放大器完全可以代替比较器(要注意输出电平),反过来比较器大部分情况不能当作放大器使用。 

6.因为比较器为了提高速度进行优化,这种优化却减小了闭环稳定的范围。而运放专为闭环稳定范围进行优化,故降低了速度。所以相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责。 

注意:当使用集成运放或比较器时,如果有多余的运放或比较器未使用的,不能悬空,需要做如下处理,避免引发不必要的问题。

1.比较器正负输入端同时接地

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2.运放正输入端接地,负输入端跟输出端相连,避免产生自激振荡。

比较器的输出电压大小问题:

此电路用的是LM2903,它是一个低功耗低失调电压的双比较器。两个输入端VIN和5V,选择5V输入端作为参考点来比较,当VIN小于参考电压V1时,比较器输出高电平+12V,反之输出低电平-12V。那么高电平为什么是+12V,而不是5V?低电平为什么是-12V,而不是GND?

从框图中可以看出比较器的输出端是个OC输出(集电极开路),说到OC输出,OC输出是悬空的,使用时若要输出高电平,则需要接上拉电阻。

结合内部框图,从上图可以看出,高电平的电压是等于上拉电阻的+12V,低电平电压等于-12V。所以输出电平的大小,可根据需要来选择。如果需要输出5V则将输出端上拉到5V,而低电平则由比较器的地决定,如果是单电源供电,低电平就是GND,如果是负电源供电,低电平电压就等于比较器的负电源电压。

运放或比较器的输入端一定不能悬空。输入端悬空的状态下都是不确定电平,容易受到外界干扰。所以在使用不到的情况下,一定要给定电平状态。

双运放或比较器芯片多余的引脚怎么处理?

运放不用的单元,通常接成跟随器形式。另一输入端为正负供电电压的一半。可得出:

双电源供电时,正输入端电压为0,即接地;

单电源供电时,正输入端电压为(1/2)*VCC。

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比较器我们一般处理方式是两个输入端相连到地,输出悬空。

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有人说,两个输入端平时都是悬空的,没有怎么处理,也没遇到什么问题。个人觉得做电子产品研发,要注意设计的每一个细节。可能做十片百片都没有问题,但是数量越多,难免不会出问题。要有一个思想“不做可能没问题,但做了可能更好,那就一定要做”。

MOS体二极管的妙用:

电源正极Vin_12V经过MOS体二极管,然后到负载RL,最后回到电源负极。假设体二极管的压降为0.7V,那么S极电压约为12-0.7=11.3V。

G极的电压为电阻R4,R5分压后得到,可根据MOS管的导通电压调整参数。

假设R4=1K,R5=10K,Vgs=Vg-Vs=-10.3V,满足PMOS导通条件。

管子导通后,导通压降基本为0,Vgs=-10.3V,管子维持导通状态。

这里有一点需要特别注意,就是此时MOS管的电流是D到S的,与往常我们经常见的S到D是反的

电源反向插入,MOS体二极管反向,管子不通。同时,Vg>Vs,MOS导通条件不满足,所以管子也不通。管子不通,无法形成电流回路,起到防反接的作用。

MOS体二极管能过多大电流?

体二极管,我们一般也叫寄生二极管,谈到“寄生”一词,我们首先会想到寄生电容和寄生电感,既然是寄生的,那么体二极管通过的电流就不会太大。带着这个问题,我们去看一下某型号MOS管的规格书。

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从上表可以看出,体二极管的持续电流是可以到11A,脉冲电流是可以到33A的,二极管的导通电压是1.4V。对,持续电流是可以到11A,可能很多小伙伴对这个电流都比较意外。

NMOS当下管,即S极(源极)直接接地,只需控制G极(栅极)电压即可控制NMOS管的导通或截止,因为MOS管导通的条件取决于VGS的压差。

NMOS当上管,D极(漏极)接正电源,而S极的电压不固定,无法确定控制NMOS导通的G极电压,因为S极对地的电压有两种状态,NMOS关截止时为低电平,导通时接近高电平VCC。

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