Главная » » S3C2440 основе встроенных совета дизайн системы электромагнитной совместимости
21:05
S3C2440 основе встроенных совета дизайн системы электромагнитной совместимости
Аннотация: Для решения существующих основной плате встроенного высокоскоростного электромагнитного проблемы совместимости, S3C2440 основе встроенной системной платы для платформы, в сочетании с EMIStream, HyperLynx программного обеспечения для моделирования, дизайна всей конференции бортовой контроль электромагнитной интерференции, использование прекращения серии источник сопротивление метод является эффективным для сокращения общего режима и дифференциальный режим излучения излучаемых помех порожденные всей конференции электромагнитной совместимости. По моделирования, использование метода импеданса источника может быть подключен конца в конец, чтобы ликвидировать потенциальную проблему электромагнитных помех, сокращение циклов разработки и затрат на разработку. Ключевые слова: электромагнитные помехи, прекращение источником серии; общий режим излучения; дифференциально-режиме излучения
С ростом частоты электронных устройств, мир электромагнитного излучения в электронных продуктах становится все более и более строгого соблюдения стандартов, как обеспечить, чтобы и в ограниченное время на стадии проектирования для выявления и устранения EMI / EMC вопрос очень важен, PCB часто из основных компонентов электронных систем, электромагнитная интерференция тщательно разработаны PCB, может значительно уменьшить импеданса, проблем передачи линии, сигнал связь между сигнал отражений, вызванных такими явлениями, нестабильности линии задержки Также можно добиться снижения выбросов электромагнитных помех излучения, значительно улучшая стабильность и надежность системы. Это будет встроенной системной платы для платформы, использование программного обеспечения для моделирования EMIStream, используя прекращения источником серии сопротивление анализа встроенных борту высокоскоростных существует для решения электромагнитных помех.
1 Электромагнитная совместимость 1,1 электромагнитной совместимости и электромагнитной интерференции EMC (Электромагнитная совместимость, ЭМС) относится к оборудования или системы в электромагнитной среде, в соответствии с требованиями для запуска, а не к окружающей среде не может стоять любое оборудование генерирует электромагнитные помехи. Таким образом, EMC имеет два аспекта: один оборудования в нормальном режиме, где среде электромагнитных помех (EMI) не может превышать определенного предела, с другой стороны, ссылается на аппарате присутствует в среду, в которой электромагнитное вмешательства с определенной степенью иммунитета (EMS), магнитной восприимчивости. Электромагнитные помехи (EMI) обусловлен электромагнитным помехам устройства, системы или производительность канала связи. EMI формирования необходимы три элемента: (1) Электромагнитные помехи: электромагнитные помехи с любого электронного устройства или природных явлений. (2) связи путями: электромагнитная энергия передается вмешательства канала оборудования помех или средствах массовой информации. (3) вмешательство в чувствительного оборудования: оборудования, подлежащих к электромагнитным помехам. EMI связи означает сцепленные проводимости и излучения можно разделить на два вида связи. Проведение связи в основном относится к сигнальной линии вдоль линии электропередачи или электромагнитного взаимодействия. Между устройствами в рамках электронной системы или электронного оборудования в рамках различных связей между элементами схемы, такие как линии электропередачи, провода передачи сигнала, и общий язык, и т.д., так что вы можете сделать устройство или устройство электромагнитной энергии вдоль этой цепи Класс банковский перевод на другие устройства и блок схемы, в результате вмешательства; излучения связи передается в устройство в пространстве электромагнитных помех. Источник помех цепи питания, вход / выход цепи передачи сигнала и проводников цепи управления при определенных условиях могут представлять собой излучение антенны. Если источник помех высокочастотного тока через оболочку, сам корпус стал излучающей антенны. В доски PCB схемы, как правило Есть две формы электромагнитной энергии, дифференциальный режим и общий режим EMI EMI. 1,2 опасности электромагнитных помех (1) электронных систем, оборудования опасности. Электромагнитные помехи могут привести системы или устройства ограниченного к снижению производительности, и может даже сделать системы или сбоя оборудования, создает серьезные помехи с системой или отказа оборудования или повреждения. (2) опасностей, оружия и оборудования. Современное радио и радиолокационных передатчиков может произвести сильное электромагнитное поле излучения. Поле излучения может привести к системе, установленной на оружие и оборудование в чувствительные электронные устройства контроля взорвалась преждевременно начать, на управляемые ракеты приведет к отклонению от траектории полета и увеличить расстояние ошибки; на самолет вызовет нестабильность операционной системы, конечно, не допускается, показать высокую степень ошибки, расположение радара слежения антенной и так далее. (3) электромагнитной энергии на организм человека. Когда электромагнитное излучение проникает в тело клетки и ткани приведет к биологическому воздействию, что местные тепловой эффект и не тепловые эффекты. Электромагнитное излучение вызвано человеческой симптомы болезни: головокружение, усталость, потеря памяти, учащенное сердцебиение, потливость, выпадение волос и нарушения сна. Таким образом, электромагнитное излучение стало должен быть одним из контроля загрязнения окружающей среды, многие страны разработали "электромагнитного излучения стандартов в области здравоохранения". 1,3 EMC стандарты и спецификации (1) международного уровня, таких как стандарты МЭК; (2) к югу от уровня совещаний, таких как CISPR публикаций; (3) CE уровня, таких как Европейский гармонизированных стандартов EN; (4) государства, такие, как национальные Гб, FCC и т.д.; (5) военных стандартов, таких как национальный военный стандарт GJB, американский военный стандарт MIL.
2 EMC дизайн встроенной системной плате Встроенная 2,1 системной плате 2.1.1 Основные блок-схема совета Проектирование встроенных систем основана на 10-этажное Samgsung S3C2440 процессора материнской платы, системы частотой до 400 МГц, аппаратная конфигурация с двумя 64 Мб SDRAM, 128 Мб NAND Flash, общаться с процессором, частота передачи данных до 133 МГц, а также оснащен сенсорным ЖК-экраном, датчиком изображения приобретения модуль, GPS-модуль, GPRS модуль беспроводной связи для удовлетворения функциональных требований системы, материнская плата диаграмме, изображенной на рисунке 1.
2.1.2 Существующие EMI совета В системе, S3C2440 FCLK чип рабочая частота до 400 МГц, так что процесс проектирования печатных плат, должны следовать основным принципам расчета цепи высоких частот. Во-первых, дизайн должен обратить внимание на мощность от вмешательства, а затем маршрутизации сигнальных линий обратить внимание на технологии, в особенности внимание на часы сигнальных линий, линий передачи данных и адресных линий. 2,2 дизайн власти вмешательства Питание для получения энергии для системы, но и шума добавил к электросети. Микроконтроллер сбросить цепи линии, линии прерываний, и других линий управления являются наиболее уязвимыми для внешних шумов. Сильные электрические помехи через линии электропередачи в цепи, не только высокочастотный шум, батарейное питание системы, сам аккумулятор имеет высокочастотный шум, и аналоговых схем в аналоговый сигнал от источника питания даже противостоять помехам. S3C2440 основных встроенный чип питания постоянного тока напряжение, которое требуется для 1,3 В, модули ввода / вывода и SDRAM напряжение питания 3,3 В. В цепи, мы должны рассмотреть силу вмешательства технологии. Как правило, следует в положение и власть в PCB рядом мощности контакт устройства с десятков до сотен мкФ мкФ конденсаторов для фильтрации шумов источника питания. Также отметим, что устройство между властью и землю 0.1μF конденсаторы вокруг, так что можно эффективно тормозить проведение радиопомех линии электропередачи, для преодоления помех на работу системы. 2,3 синфазного дифференциального режима EMI механизм генерации 2.3.1 Механизм общего режима EMI Общий режим вмешательства сигнальной линии обычно производит две равные амплитуды, фазы же шум. Общие вмешательства режим характеризуется размер и направление вмешательства, нет никого, у власти по отношению к земле или средней линии между Землей. Общие вмешательства режиме, также известный как продольной помехи режиме, асимметричные помехи или излучения земли вмешательства. Жидкость, заключенная между землей и помехи. Общие режиме рассчитывается как:
Где: Ic сказал тока; F, что частоты синфазного тока; L длина кабеля сказал, D, говорит, измерение расстояния антенны к кабелю. Синфазной EMI излучения излучения вмешательства в плане основных, непрофессионала, это из-за платы к "неровный" причины, или кабельное соединение уровня разность потенциалов между двумя результате в излучающий кабель антенны . Тем не менее, совет часто из-за сопротивления вызванных неравномерным потенциал, который в конце есть энергия, излучаемая высокой состоянии. Таким образом, расчет цепи и разводка печатных плат особое внимание, когда вопрос о земле сопротивление, тем самым уменьшая их производить больше помех. 2.3.2 механизм дифференциального режима EMI Дифференциальная помеха равна величине в противоположных фазового шума. Дифференциальная помеха режим характеризуется равное и противоположное, есть в линии электропередачи фазы и среднего и фазой и между строк. Дифференциальная помеха режиме, также известный как норма вмешательства, вмешательства или симметричного поперечного вмешательства режима возлагается на интерференции, содержащейся жидкости. Дифференциально-режиме излучения формуле:
Где: ID, что сила тока, F, что частоты синфазного тока; LS сказал площадь петли, D, говорит, измерение расстояния антенны к кабелю. 2,4 синфазного дифференциальный режим меры для подавления ЭМИ 2.4.1 подавления мер обычно используется Сокращение общего режима излучения, как правило, методом: (1) сокращение потенциала земли; (2) использование конденсаторов развязки; (3) использование феррит; (4) использование общего режима питания фильтра. Обычно уменьшить дифференциально-режиме излучения методами являются: (1) уменьшить площадь петли; (2) Чем выше частота, излучение сильнее, он должен быть полезный сигнал для минимизации высших гармонических составляющих; (3), чтобы оградить метод. 2.4.2 В этой работе, источник разума и принять меры по пресечению Подключение одного конца до другого так называемого источника диск конце линии передачи прекращается с серии сопротивление равно волновому сопротивлению. Формула с излучением синфазного видно, чтобы уменьшить общий режим излучения, снижение Ic и F не представляется возможным, D есть величина постоянная, только сводится L. Дифференциально-режиме излучения из формулы, мы видим, что в целях сокращения дифференциально-режиме излучения, LS является сокращение текущих области петли, умножим сигнал следы текущей области петли равна толщине среды умноженной на выравнивание длины, толщины диэлектрической проницаемости помещения, уменьшить дифференциально-режиме излучения также сводится к сокращению сигнала следы на L. Вместе с тем, чтобы сократить длину сигнала следа, как правило, не практикуется, но источник серии прекращено линии волновое сопротивление равно сопротивление для устранения общих, дифференциально-режиме излучения помех. Меры требуют источника плюс резистор серии в серию с выходной буфер, сопротивление буфера и прекращения сопротивления равна сумме линии передачи волновым сопротивлением. На данный момент, так как коэффициент отражения O, существование какой-либо нагрузки в связи с отражением сопротивление разрыва помехами в момент достигает источник устранены, которые могут уменьшить шум, электромагнитные помехи (EMI) и радиочастотных помех (RFI .)
2,5 материнская плата на основе EMI EMIStream конструкция высокоскоростных моделирования Введение 2.5.1 совета Simulation Environment EMIStream NEC Corporation дизайна Японии EMI основанные на многолетнем опыте в разработке прикладного программного обеспечения в Японии оказывает содействие использованию многих лет, она эффективно снижает электроники EMI / EMC проблемы, что значительно сокращает цикл разработки продукта. В процессе моделирования, компания будет использовать HyperLynx Mentor Graphics моделирования программного обеспечения, сетевой сопротивление прекращения обработки сигнала. 2.5.2 Первоначальная доска ламинированный с 10 слоев уменьшить EMI Клееный брус структуры TGSPSGPSGB, "T" на верхней, "G" для приземного слоя плоскость, "P" для слоя мощностью плоскости, "S" для сигнала слоя, "B" для нижней. При высокой скорости маршрутизации сигнала слоя изменения, и эти различные слои для отдельных выравнивание для обеспечения возвращения тока от плоскости отсчета необходимы новые плоскости отсчета. Это делается для снижения области сигнала цикла, сокращения цикла дифференциально-режиме текущего излучения и общий режим текущего излучения. Интенсивность излучения и токовая петля, петля пропорционально площади. В самом деле, лучший дизайн не попросили вернуться на происходящие изменения в базовой плоскости, а просто изменения с одной стороны плоскости отсчета к другой стороне. 2.5.3 линии прекращения сопротивления привода дальнейшего сокращения серии EMI EMI EMIStream на материнских платах при помощи моделирования Анализ, оценка излучаемого электромагнитного поля через функциональную оценку всей излучения совета EMI, результаты моделирования показано на рисунке 2. NetLDATA6 является процессор и SDRAM, NADNFLASH сетей передачи данных, передачи данных частотой до 133 МГц, 2 приведены результаты моделирования СД относится к вмешательству дифференциального режима, CM относится к общей вмешательства режиме NetLDATA6 сети дифференциальный режим излучения ED = 55,4 дБ> 40 дБ, обычный режим излучения Ec = 54,7 дБ> 40 дБ, предназначены для более GB9254 ограничениям класса B продукта излучения, GB9254 Стандарты электромагнитной совместимости, что "информационно-технических средств и методов измерения радио значения вмешательства предела."
Вот первое использование Mentor Graphics программного обеспечения для моделирования NetLDATA 6 HyperLynx мастера Терминатор сети подсказки должна быть прекращена 22 Ω сопротивление, прекращение обработки, реимпорт EMIStream для EMI результаты моделирования показано на рисунке 3. NetLDATA 6_T сеть сопротивление источника связаны конца в конец сети после NetLDATA 6. Вы можете видеть, общий режим излучения и излучения дифференциальный режим подавляется с положениями B-класса продуктов GB9254 предельные значения излучения. Здесь же существует максимум излучения излучения, а затем уменьшение тех пор, пока сопротивление прекращения конце диска и расстояния, будут устранены, окончательные результаты моделирования показано на рисунке 4.
Встроенный высокоскоростной Совет также использует аппаратные фильтрации, защиты технологии, программное обеспечение по наблюдению за использование программного обеспечения, таких как технология анти-помех для перехвата окончательной сертификации машины через сертификацию EMC, информационно-технологического оборудования в расстоянии 10 м от радиационных измерений Преследование среднем 33,2 дБ, встретиться GB9254 стандарт.
3 Заключение Как электронные системы и оборудование и производительность постепенно увеличивается число непрерывных улучшений, электронных помех будет становиться все более серьезным, как снизить электромагнитные помехи между устройствами (EMI), чтобы стать актуальной проблемы предстоит решить. В данной работе, встроенный высокоскоростной совета в качестве платформы, в сочетании с EMIStrearn, Hype-RL-ynx моделирования программного обеспечения на всей конференции на борт уровне моделирования EMI, анализ показал механизм электромагнитной меры подавления помех, в сочетании с имитацией эффективного подавления общего режима дифференциальный режим В уровни излучения, указанные в GB9254 пределы излучения продукта. В то же время электронные технологии, широко используются, и излучения помех различного оборудования является очень сложным, для полного устранения электромагнитных помех невозможно. Однако, вы можете принять аппаратной фильтрации, заземления, защиты и других мер в сочетании с программной технологии, что уменьшает электромагнитную помехоустойчивость, так что контроль электромагнитной интерференции в определенном диапазоне, что обеспечивает совместимость системы или оборудования.
