如何預(yù)防連接器的電磁干擾？

 現(xiàn)如今有許多的連接器帶有大量的電磁干擾，有些時(shí)候你可能不會這么覺得，電子系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為幾百兆赫多，高質(zhì)量視頻電路也用以亞納秒級的象素速率。越來越快的處理速度表示了工程上受到不斷的挑戰(zhàn)。那么如何預(yù)防連接器電磁干擾的問題值得我們關(guān)注。這同時(shí)也是我們工程師所考慮的重要因素。

連接器的電路上振蕩速率變得更快(上升/下降時(shí)間)，電壓/電流幅度變得更大，問題變得更多。因此，今天同以前相比，解決電磁兼容性(EMC)就更艱難了。所以我們就想如何預(yù)防這些問題呢

在電路的兩個(gè)波節(jié)之前，快速變化的脈沖電流，表示了所謂差模噪聲源，電路周圍的電磁場可以耦合到其它元件上和侵入連接部分。經(jīng)感性或容性耦合的噪聲是共模干擾。射頻干擾電流是彼此相同的，系統(tǒng)可以建模為：由噪聲源、“受害電路”或“接受者”和回路(通常是底板)組成。用幾個(gè)因素來描述干擾的大?。涸肼曉吹膹?qiáng)度、干擾電流環(huán)繞面積的大小、變化速率。

于是，盡管在電路中有很可能產(chǎn)生不希望的干擾，噪聲幾乎總是共模型的。一旦在輸入/輸出(I/O)連接器和機(jī)殼或地平面之間接入電纜，有某些RF電壓出現(xiàn)時(shí)，導(dǎo)致幾毫安的RF電流就能足以超過允許的發(fā)射電平。

噪聲的耦合和傳播

共模噪聲是由于不合理的設(shè)計(jì)產(chǎn)生的。有些典型的原因是不同線對中個(gè)別導(dǎo)線的長度不同，或到電源平面或機(jī)殼的距離不同。另一個(gè)原因是元件的缺陷，如磁感應(yīng)線圈與變壓器，電容器與有源器件(例如應(yīng)用特殊的集成電路(ASIC))。

磁性元件，特別是所謂“鐵芯扼流圈”型貯能電感器，是用在電源變換器之中的，總是產(chǎn)生電磁場。磁路中的氣隙相當(dāng)于串聯(lián)電路中的一個(gè)大電阻，那兒要消耗較多的電能。

于是，鐵芯扼流圈，繞制在鐵氧體棒上，在棒周圍產(chǎn)生強(qiáng)的電磁場，在電極附近有最強(qiáng)的場強(qiáng)。在使用回描結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源中，變壓器上必定有一個(gè)空隙， 其間有很強(qiáng)的磁場。在其中保持磁場最合適的元件是螺旋管，使電磁場沿管芯長度方向分布。這就是在高頻工作的磁性元件優(yōu)選螺旋結(jié)構(gòu)的原因之一。

不恰當(dāng)?shù)娜ヱ铍娐吠ǔＲ沧兂筛蓴_源。如果電路要求大的脈沖電流，以及局部去耦時(shí)不能保證小電容或十分高的內(nèi)阻需要，則由電源回路產(chǎn)生的電壓就下降。這相當(dāng)于紋波，或者相當(dāng)于終端間的電壓快速變化。由于封裝的雜散電容，干擾能耦合到其它電路中去，引起共模問題。

在低頻串聯(lián)接口網(wǎng)絡(luò)中，有些雜散電容就足夠?qū)⒃肼暦至鞯降装迳?。差分?qū)動(dòng)的接口，如以太，通常是通過變壓器耦合到I/O區(qū)域，是在變壓器一側(cè)或兩側(cè)的中心抽頭提供耦合的。這些中心抽頭經(jīng)高壓電容器與底板相連，將共模噪聲分流到底板上，以使信號不發(fā)生失真。

于是，這個(gè)RF電流一定通過最低阻抗(在底板和載信號線之間)的通路流動(dòng)。如果連接器沒呈現(xiàn)足夠低的阻抗(與底板的搭接處)，這RF電流經(jīng)雜散電容流動(dòng)。當(dāng)這RF電流流過電纜時(shí)，不可避免地產(chǎn)生發(fā)射。

使共模電流注入到I/O區(qū)的另一機(jī)理，是附近有強(qiáng)的干擾源的耦合。甚至有些“屏蔽”連接器也無用，因?yàn)楦蓴_源就在連接器附近，如PC機(jī)環(huán)境。如果在連接器和底板之間有一個(gè)缺口，此處所感應(yīng)的RF電壓可以使EMC性能下降。

有很多屏蔽連接器的電磁干擾，加指形簧片或墊片。連接器的搭接，是在連接器和機(jī)殼之間填滿空處。這個(gè)方法要求有一個(gè)襯墊。金屬襯墊較好，只要處理合適，也就是說，只要表面不被污染，只要手不觸及或損壞襯墊以及只要有足夠的壓力，以保持好的、低阻抗的接觸。

有些人的方法是連接器裝接頭片或者把連接器安裝在機(jī)殼上。此時(shí)，最大接觸面稍微小些，且應(yīng)嚴(yán)格控制接頭片的尺寸和彈性。安裝屏蔽連接器時(shí)，在機(jī)殼上開口，開口的一側(cè)要去掉油污，要仔細(xì)制作，若公差不合適，導(dǎo)致連接器在機(jī)殼內(nèi)陷入太深，使搭接中斷。每位EMC工程師知道，在“極好”的系統(tǒng)當(dāng)中，這個(gè)問題一定要滿足發(fā)射要求，并在生產(chǎn)線及時(shí)檢查。未緊固的或彎曲的襯墊，安裝于關(guān)鍵區(qū)域的油污上，將失效。

因此在我們選擇如何更好的避免連接器的電磁干擾,就必須有一些比較專業(yè)的方法來處理這些事情，這樣的話，電磁干擾就會少很多了，