電視系統中電磁兼容元器件的選擇方法

電視系統中電磁兼容元器件的選擇方法

    在電視系統中電磁兼容的要求越來越高，如何在設計中減少電磁干擾是很多設計人員正在思考的一個問題，主要針對電視系統中電磁兼容元器件的選擇進行闡述，希望對設計人員能夠起到一定的幫助。

    在大多數情況下，電路的基本元件滿足電磁特性的程度將決定著功能單元和*后的設備滿足電磁兼容性的程度。實用的元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實用的元件本身可能就是一個干擾源，因此正確選用元件非常重要。下面對電視系統中電磁兼容元器件的選擇方法進行闡述：
1、無源器件的選用
    電視系統中的無源器件主要有電阻、電容、二極管。
    1)電阻的選用。由于表面貼裝元件具有低寄生參數的特點，因此，表面貼裝電阻總是優于有引腳電阻。在電視系統中，目前主要采用表面貼裝元件。
    2)電容器的選用。鋁電解電容和鉭電解電容適用于低頻終端，主要是存儲器和低頻濾波器領域。在中頻范圍內(從kHz到MHz)，陶質電容比較適合，常用于去耦電路和高頻濾波。特殊的低損耗(通常價格比較昂貴)陶質電容和云母電容適合于甚高頻應用和微波電路。為得到*好的EMC特性，電容具有低的ESR(Equivalent~riesResistance，等效串聯電阻)值是很重要的，因為它會對信號造成大的衰減，特別是在應用頻率接近電容諧振頻率的場合。
    旁路電容：通常鋁電解電容和鉭電容比較適合作旁路電容，其電容值取決于PCB板上的瞬態電流需求，一般在10至470 F范圍內。
    去耦電容：去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件，以減少開關噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地。實際上，旁路電容和去耦電容都應該盡可能放在靠近電源輸人處以幫助濾除高頻噪聲。去耦電容的取值大約是旁路電容的1／1o0到1／1000。去耦電容應盡可能地靠近每個集成塊(Ic)，因為布線阻抗將減小去耦電容的效力。陶瓷電容常被用來去耦，其值決定于*快信號的上升時間和下降時間。除了考慮電容值外，ESR值也會影響去耦能力。為了去耦，應該選擇ESR值低于1歐姆的電容。
    3)二極管的選用。二極管是*簡單的半導體器件。由于其獨特的特性，某些二極管有助于解決并防止與EMC相關的一些問題。許多電路為感性負載，在高速開關電流的作用下，系統中產生瞬態尖峰電流。二極管是抑制尖峰電壓噪聲源的*有效的器件之一。
    在控制應用中，無論有刷還是無刷電機，當電機運行時，都將產生電刷噪聲或換向噪聲。因此需要噪聲抑制二極管，為了改進噪聲抑制效果，二極管應盡量靠近電機接點。
    在電源輸入電路中，需要用Ⅳs或高電壓變阻器進行噪聲抑制。信號連接接口的EMI問題之一是靜電放電(ESD)。屏蔽電纜和連接器可用于保護信號不受外界靜電的干擾。另一種方法是使用，nrs或變阻器保護信號線。
2、模擬與邏輯有源器件的選用
    電磁干擾發射和電磁敏感度的關鍵是模擬與邏輯有源器件的選用。
    必須注意有源器件固有的敏感特性和電磁發射特性。
    1)模擬器件的選擇。從電磁兼容的角度選擇模擬器件不象選擇數字器件那樣直接，雖然同樣希望發射、轉換速率、電壓波動、輸出驅動能力要盡量小，對大多數有源模擬器件，確保后續產品性能參數的一致性是十分重要的，敏感模擬器件的廠商提供電磁兼容或電路設計上的信噪處理技巧或PCB布局。
    2)邏輯器件的選擇。高技術集成電路的生產商可以提供詳盡的電磁兼容設計說明。設計人員要了解這些并嚴格按要求去做。詳盡的電磁兼容設計建議表明：生產商關心的是用戶的真正需求，這在選擇器件時是必須考慮的因素。在早期設計階段，如果Ic的電磁兼容特性不清楚，可以通過一簡單功能電路(至少時鐘電路要工作)進行各種電磁兼容測試，同時要盡量在高速數據傳輸狀態完成操作。發射測試可方便地在一標準測試臺上進行，選擇那些明顯地比其他一些器件噪聲小得多的器件，測試抗擾度時可采用同樣的方式進行，以尋找能承受更大干擾的器件。
3、磁環的應用
    磁性元件是一種可以將磁場和電場聯系起來的元件，其固有的、可以與磁場互相作用的能力使其潛在地比其他元件更為敏感。這些元件一方面會產生令人討厭的電磁干擾問題，同時它又是抑止電磁干擾不可或缺的器件。和電容類似，聰明地使用電感也能解決許多電磁兼容問題。
    鐵氧體抑制元件廣泛應用于印制電路板、電源線和數據線上。例如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。
    鐵氧體磁環或磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。
    鐵氧體抑制元件應當安裝在靠近干擾源的地方。對于輸入，輸出電路，則應盡量靠近屏蔽殼的進、出口處。安裝時還應當注意，鐵氧體元件易破碎，應采取可靠的固定措施。
4、開關元件的選用
    開關回路是開關電源產生電磁騷擾*直接和*主要的來源。在開關回路中，開關管是核心。我們實際設計和測試中發現，對同一開關電源，其他部分保持不變，用同樣耐壓和電流容量的不同品牌的開關管進行輻射騷擾測試，整體騷擾*大的與*小的可能相差15～20dB。對傳導騷擾的頻率**，我們也發現同樣的現象(對傳導騷擾的頻率低端這種現象沒有**明顯)。這與開關管在設計中有否考慮電磁兼容有關。好的開關管在設計中考慮到了高頻率抑制及開關瞬間的震蕩并兼顧了轉換效率，這種開關管成本可能會高些。
5、總結語
    本文僅針電視系統中電磁兼容元器件的選擇方法對電視系統中元器件的選擇做了闡述，但電磁兼容設計不僅僅靠元器件本身能夠解決，還需要在系統設計上有更多的考慮，后期會在系統設計上進行更多的研究，給廣大設計人員帶來更多的設計經驗。

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