下图中,如果在IC3的输入端安装一个电容,辐射会有什么变化。如果在IC2的输出端 安装一个电容,辐射会有什么变化。
上图中,如果在IC3的输入端安装一个电容,辐射会有什么变化。如果在IC2的输出端 安装一个电容,辐射会有什么变化。
在进行辐射发射试验时,我们发现超标频率通常是时钟的频率,或者时钟频率的整倍数。因此,很多人认为时钟发生器是导致辐射发射的主要原因。
他们会努力地采取一些措施,例如将振荡电路屏蔽起来,或者在PCB板的安装振荡器的位置铺设一些大面积的地线。这些措施固然有一定作用,但是并不能够显著降低辐射发射。
因为,真正产生辐射发射的并不是这些芯片,而是与时钟电路连接的导体,包括时钟信号线,电源线,地线等。
这给出了一个实际的测试结果。
左上图是一个时钟发生电路,左下图是这个电路在线路板上的安装情况。右图是他这个时钟电路的辐射图。
从图中可以看出,这个时钟电路几乎没有什么辐射。
这里的情况是,我们在前面的时钟电路的输出端连接了一个负载电路,也就是一个与非门电路(左上图)。
左下图是这个电路安装在PCB上的情况。
右边是这种情况下的电磁辐射情况。
可以看到,辐射明显增强了。这说明,真正产生辐射的是时钟信号输出回路。
除了前面的看到的时钟电路的输出回路是一个辐射源以外,还有一种隐藏的辐射源。了解这种辐射源的人不多。
左图是一个实验电路,这个电路是在前面的实验电路的基础上,增加了一个非门电路,以及连接了两根导体,一根与非门的输出连接,另一根与地线连接。
右边的是这个电路图所产生的电磁辐射。
可以看到,由于连接了两根导体,辐射强度增加了很多。
可是,我们仔细看一下增加的电路,这是一个没有动作的“死”电路,因为非门电路的输入与地连接,输出恒为高电平,没有任何电平的变化。输出高电平相当于输出线与电源连接。
这个现象告诉我们,在电源线和地线上连接了两根导体,可以增加线路板的电磁辐射。产生辐射的原因就是电源线和地线上的噪声电压。
有些设计师会把屏蔽电缆的屏蔽层连接到信号地上,看了这个实验以后,就不会再随意地连接了吧。
除了与时钟电路输出端相关联的回路会产生辐射以外,电源线回路也是一个主要的辐射源,关于电源回路中产生突变电流的机理,前面已经作了介绍。这里通过实验增加一下感性认识。
左图是一个时钟电路电源线回路,请大家关注电源线回路,也就是电池和去耦电容器。
右上图是没有去耦电容器时,电磁辐射的情况。
右下图是安装了去耦电容时,电磁辐射情况。可以看到,辐射强度低了很多。这说明,电源线回路确实有辐射。
因为,没有安装去耦电容时,突变电流存在于电池所连接的电源线回路中,这是一个面积较大的回路。
当安装了去耦电容后,突变电流局限在去耦电容与芯片所连接的回路中,这是一个面积较小的回路,因此产生较小的辐射。
这个实验还告诉我们,去耦电容的安装方式对与电源线回路的辐射有很大影响,我们应该尽量减小去耦电容与芯片之间的电源线回路面积。