pcb设计单点接地示意图_答案：关于PCB 的EMC设计知识考卷

(评分标准:本试卷作为培训效果评价依据,试卷满分为100分)

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一、判断题(每题2分)

1.塑料外壳产品的EMC性能只取决于PCB设计，与电缆的位置和PCB之间的互联位置与方式没有关系 . (Х )；

2.金属外壳与PCB的工作地之间只要存在互联就能提高PCB的抗干扰能力 (Х )；

3.PCB中印制线与金属外壳之间或与大地之间的寄生电容很小，因此在考虑产品的EMC问题时，该寄生电容可以忽略. (Х )

4.产品的接地是为了将干扰泄放到大地。 (Х )

5.实际应用中，将产品接大地后，该产品出现异常，断开接大地，异常消失，则说明该大地上存在干扰. ............................................. ( x)

二、不定项选择题(每题2分)

1. 进行EMC传导发射测量并对产品产生的传导发射值进行限制的目的是…… ( C )

A. 保护电网质量；B. 保护产品接入电网中的其它设备不受干扰 ; C 无线电通信；D 其它

2. 进行EMC辐射发射测量并对产品产生的辐射发射值进行限制的目的是……( C )

A. 保护人体；B. 其它设备不受干扰 ; C 无线电通信；D 其它

3. 静电放电的瞬态脉冲干扰在频域上是一种…………( B )

A. 窄带干扰; B. 宽带干扰 ; C 都不是

4. 60dBuV转化成线性值是：……………………………………( C )

A . 60uV ; B. 100uV ; C 1000uV; D. 100mV ;

5. 一台标称最高输出电压为4kV，并符合IEC61000-4-4标准的电快速瞬变脉冲(EFT/B)发生器，其能输出的最大干扰电流为… …………………………………… ( B )

A. 100A; B. 80A ; C 50A ; D 4000A

6. 以下哪些产品的因素会影响注入到产品端口的共模干扰电流的流向和大小?( AB )

A产品的接地点; B 产品的I/O电缆位置; C.I/O端口上的共模电感; D.滤波电容

7. 下列哪个值的电容最适合进行EFT/B干扰(上升沿为5ns)的滤波？………( C )

A. 1µf; B. 100µf ; C 10nf; D. 100Pf

8. 如下以下有关PCB的设计对EMC性能最为重要…………( A )

A. 地平面 B. 信号完整性 C. 线长度 D. 层叠分配

9. 下列值的帖片电容，哪个最适合工作频率为12MHz的芯片进行电源去耦? ……………………………………………………… ( C )

A. 1000pf B. 100uf C 100nf D. 100Pf

10.产品输入I/O端口的差模滤波电容(并联在信号线与工作地之间)PCB上应该在放置在? …………………………………… ( D )

A. I/O连接器附近; B. 接口芯片的输入管腿附近; C. 无所谓; D .要看产品是否是金属外壳或接地;

11. 下列两图所示的产品接地点的选择哪个更为合理? ( A )

12. 以下关于PCB板中关于数模混合电路(数字电路和低电平模拟混合电路)的设计正确的是? ……………………………………………………… ( E )

A . 数字地与模拟地分开，并通过单点链接 ; B. 数字地与模拟地绝对不能分开，因为会有抗干扰问题;

C . 数字地与模拟地分开，并通过磁珠链接；D . 数字地与模拟地分开，并通过电容链接;

E . 数字地与模拟地分开是否需要分开不单单是PCB本身的问题，还要看产品的结构特点

13. LC 串联谐振，对产品EMC性能来说是? ……… ( C )

A. 有利的; B 无利的; C 不确定的

三、填空(每题3分)

1. PCB板中一块正方形的地平面，其中没有任何过孔，开槽，那么它的对边中点之间的阻抗在100MHz频率下为__ 3.7mΩ______。

2. 电源端口传导骚扰测试的实质是___流过LISN的电流______；信号电缆上进行传导骚扰测试的实质又是__电缆上的共模电流_____。

3. 一根细长的独立印制线其总长度为10cm，其寄生电感，工程中经常估算为_100nH_。

4. 说产品内部的信号互联电缆是产品EMC性能的一个瓶颈，主要是因为：信号互联电缆中的地信号连线阻抗较高_。

5. 当流过电缆的共模电流(假设频率为100MHz)超过_3uA_时，就可能引起电缆的辐射超过EN55022标准规定的CLASS B 限值。

四、问答题(每题7分)

1．一个电压幅度为5V的10MHz的时钟信号，占空比δ＝0.5,即脉冲宽度τ＝ 50ns，脉冲周期T ＝100ns，上升沿tr＝5ns。则，该时钟信号的的1.2.3.4.5次谐波各是多少？

答：该时钟信号的带宽为F2=1/ πtr=64MHz 大于50MHz(10MHz的5次谐波)，其各次谐波信号的幅度见表：

2．PCB设计时，哪些信号线之间需要防止串扰，并例举2种以上PCB设计中防止串扰的方法。

答：l 外部共模干扰电流流径区域与共模电流不流径的敏感电路区域之间的所有信号线之间需要防止串扰，如果不考虑串扰问题，那么这两个区域之间必然存在电场(容性耦合)或磁场(感性耦合)的耦合，最终导致设计失败 ;

l 对于电路内部的EMI噪声源电路，如时钟发生电路、时钟传输线路、开关电源的开关回路、高频信号线路等与其它任何信号线之间需要防止串扰

l 防止串扰的方法有：

•减少印制线平行走线

• 带地平面

• 使用屏蔽地线

• 不同层之间的线垂直 (或增加GND平面)

• 增加连接器0V

3．下图所示的产品中，假设UDM是一个10MHz的的电压为5V的时钟信号，ZL为100欧姆，试说明这种电路下产生50MHz辐射的原理？并给出您的解决方案。

答：辐射原理：当工作信号及其谐波电流流过Z时，在Z上产生压降，即为共模压降，这个电压降驱动与Z相连的电缆使电缆上存在共模电流，最总导致辐射，此时电缆成为了辐射的天线。辐射的估算过程如下：时钟信号的基波峰峰值 UPK=0.64*5V=3.2V，有效值URMS=0.45×5V=2.25v，50MHz的谐波有效值 U50MHz=2.25/5=0.45V。因此,50MHz谐波电流I50MHz=0.45/100=4.5m A，地阻抗Z上产生的共模电压ΔV=4.5m A* 2 П*50MHz*LP。就是这个电压对电缆辐射的大小有着直接的影响。

解决方案主要有以下两个方面：

1、降低地阻抗及地线的寄生电感LP

2、电缆I/O端口处的工作地与外壳直接相连或接地。

4．分别从抗扰度与EMI的角度，简要的描述一下PCB板进行接地设计的目的？

答：抗扰度接地：是为了让外部的共模干扰电流不流向PCB内部，或PCB内部的核心电路EMI接地：是为了让EMI共模电流不流向产品中的等效辐射“天线”，把EMI共模电流旁路在“天线”之前 .

5．在实际产品的EMC实验中经常发现，如果把复位线布置在PCB板的边缘，复位线就很容易受干扰，如脉冲群测试，ESD等。请问这个什么原因，原理上应该如何解释？

答：当印制线布置在PCB板边缘时，该印制线与参考接地板之间将形成相对较大寄生电容，因为，布置在PCB内部的印制线与参考接地板之间形成的电场被其它印制线所“挤压”，而布置在边缘的印制线与参考接地板之间形成的电场且相对比较发散。这样布置在PCB边缘的印制线就很容易受到如下图原理所示的干扰。