Предотвращение электромагнитных помех и решение для автомобильных разъемов

Сегодня электронные системы в автомобилях работают с тактовой частотой в несколько сотен мегагерц, с субнаносекундным планированием переднего и заднего фронтов используемых импульсов, а субнаносекундные частоты пикселей используются в высококачественных видеосхемах. Эти более высокие скорости обработки данных постоянно ставят перед инженерами сложные задачи. Тогда как предотвращение и решение проблемы электромагнитных помех в автомобильных разъемах заслуживают нашего внимания. Цепи на скорость колебаний становится быстрее (время нарастания / спада), напряжение / ток уровней становятся больше, проблема становится больше. В результате сегодня, по сравнению с предыдущими годами, бороться с электромагнитной совместимостью (ЭМС) сложнее. Быстро меняющиеся импульсные токи, которые предшествуют двум волновым участкам цепи, делают очевидным, что так называемые источники шума дифференциального режима, электромагнитные поля вокруг цепи, могут соединяться с другими компонентами и проникать в соединенные части. Рационально или емкостно связанный шум является помехой общего режима. Токи ВЧ-помех идентичны друг другу, и систему можно смоделировать как состоящую из источника помех, "схемы-жертвы" или "приемника" и контура (обычно опорной плиты). Величина возмущения характеризуется рядом факторов: силой источника шума, размером области, по которой перемещается ток возмущения, и скоростью изменения. Таким образом, несмотря на высокую вероятность появления нежелательных помех в цепи, шум почти всегда является ко-моделируемым. После подключения кабеля между автомобильным разъемом ввода/вывода (I/O) и шасси или плоскостью заземления возникают определенные ВЧ-напряжения, которые могут вызвать ток ВЧ-излучения в несколько миллиампер, достаточный для превышения допустимой частоты передатчика.

Шумовая связь и передача синфазного шума возникают из-за нерационального планирования. Некоторые типичные причины - разная длина отдельных проводов в разных парах или разное расстояние до плоскости источника питания или шасси. Другая причина - дефектные компоненты, такие как катушки магнитной индукции и трансформаторы, конденсаторы и активные устройства (например, с использованием специальных интегральных схем (ASIC)). Магнитные компоненты, особенно так называемые дроссели с железным сердечником, используются в преобразователях мощности и всегда генерируют электромагнитные поля. Воздушный зазор в магнитной цепи эквивалентен большому сопротивлению в последовательной цепи, где потребляется больше энергии. Поэтому сердечник дросселя, намотанный на ферритовом стержне, создает сильное электромагнитное поле вокруг стержня и сильное поле вблизи электродов. В импульсном источнике питания, использующем структуру с обратной обмоткой, на трансформаторе должно быть пустое пространство, в котором существует сильное магнитное поле. Элементом, к которому прилипает магнитное поле, является спиральная трубка, так что электромагнитное поле распределяется по всей длине сердечника. Это одна из причин, по которой спиральные структуры предпочтительны для магнитных компонентов, работающих на высоких частотах. Неправильно развязанные цепи также обычно становятся источником помех. Если предположить, что схема требует больших импульсных токов, а частичная развязка не гарантирует малую емкость или очень высокое внутреннее сопротивление, то напряжение, генерируемое цепью питания, падает. Это соответствует пульсации или, возможно, быстрому изменению напряжения между клеммами. Из-за паразитной емкости корпуса эти помехи могут передаваться в другие схемы и вызывать проблемы с общим режимом. Когда токи общего режима загрязняют цепи интерфейса ввода/вывода, необходимо решить эту проблему до того, как она пройдет через автомобильный разъем. В разных областях применения используются разные методы решения этой проблемы. В видеосхемах, где сигналы ввода/вывода являются односторонними и имеют одну общую цепь, важно решить эту проблему, отфильтровав шум с помощью небольшого LC-фильтра. В низкочастотных сетях последовательных интерфейсов для шунтирования шумов на базовую плату достаточно небольшой паразитной емкости. Дифференциальные интерфейсы, такие как Ethernet, обычно подключаются к области ввода/вывода через трансформатор, который соединен с центральными ответвителями, подаваемыми с одной или обеих сторон трансформатора. Эти центральные ответвители подключаются к базовой плате через высоковольтные конденсаторы, которые шунтируют шумы общей моды к базовой плате, чтобы сигнал не искажался. Общий шум в области ввода/вывода Не существует универсального подхода к решению проблемы для всех типов интерфейсов ввода/вывода. Проектировщики в первую очередь заботятся о том, чтобы схема была правильной, и часто упускают из виду детали, которые считаются неаккуратными. Некоторые основные правила могут сделать шум в первые годы появления автомобильных разъемов, вплоть до небольших: 1) будут установлены развязывающие конденсаторы в непосредственной близости от нагрузки. 2) быстрые изменения переднего и заднего фронтов импульса тока, петля спецификации должна быть небольшой. 3) так что сильноточные устройства (т.е. драйверы и ASICs) вдали от портов ввода / вывода. 4) Определение целостности сигнала, для того чтобы убедиться, что перегрузки и недогрузки мала, особенно в отношении высокого тока жизненно важных сигналов (например,. Часы, шина). 5) Применяйте частичную фильтрацию, например, ВЧ-феррит, может поглощать ВЧ-помехи. 6) Поставьте низкоомный круг на нижней плате или в зоне ввода/вывода эталона на нижней плате. РЧ шум и автомобильные разъемы, даже если инженеры решают использовать многие из перечисленных выше методов профилактики для снижения РЧ шума в области ввода / вывода, но также не может гарантировать, что эти методы профилактики могут быть успешными для удовлетворения требований удовлетворительной эмиссии. Часть шума представляет собой кондуктивные помехи, т. е. активность тока общего режима на внутренней печатной плате. Источник этих помех находится между объединительной платой и схемой и т. д. Поэтому этот радиочастотный ток должен проходить по низкоомному пути (между объединительной платой и линиями несущего сигнала). Если предположить, что автомобильный разъем не обладает удовлетворительно низким импедансом (в месте перекрытия с опорной панелью), этот РЧ-ток проходит через паразитную емкость. Когда этот ВЧ-ток течет по кабелю, он неизбежно генерирует излучение. Другим механизмом инжекции токов общей моды в область ввода/вывода является подключение поблизости сильного источника помех. Даже некоторое "экранирование" автомобильного разъема бесполезно, поскольку источник помех находится в непосредственной близости от автомобильного разъема, например, в среде ПК. Если предположить, что между автомобильным разъемом и шасси есть зазор, то наведенное в этом месте радиочастотное напряжение может ухудшить электромагнитную совместимость. Методы экранирования автомобильных разъемов включают в себя добавление пальчиковых язычков или прокладок. Притирка автомобильного разъема - это заполнение пустого пространства между автомобильным разъемом и шасси. Для этого метода требуется прокладка. Предпочтительнее использовать металлическую прокладку, которая требует только соответствующего обращения, то есть только если поверхность не загрязнена, только если руки не касаются и не повреждают прокладку, и только если имеется удовлетворительное давление для обеспечения хорошего низкоомного контакта. Другими методами являются крепление автомобильного разъема на язычки разъема или, возможно, оснащение автомобильного разъема на корпусе. В настоящее время большая контактная поверхность немного меньше, а спецификация и эластичность соединительной детали должны строго контролироваться. Оборудование экранирования автомобильных разъемов, отверстия в шасси, сторона отверстия должны быть обезжирены, чтобы быть тщательно сделано, если допуск не подходит, в результате чего автомобильный разъем в шасси падение слишком глубоко, так что круг является непрерывным. Каждый инженер по ЭМС знает, что в "хорошей" системе этот вопрос должен быть удовлетворен требованиями запуска, а в производственной линии вовремя проверен. Незатянутые или погнутые колодки, оборудование в критических зонах на масле, выйдут из строя. Автомобильные разъемы EMI были выбраны по следующим причинам 1) Проводящая пена чрезвычайно мягкая и может быть размещена по всему периметру автомобильного разъема. Это устраняет проблемы, связанные с другим корпусом, вкладышем. 2) Инженеры-механики могут установить автомобильный разъем в пределах допусков, допустимых для корпуса системы. 3) Автомобильный разъем оказывается в низкоомном контакте с корпусом для обеспечения превосходного контакта. Вкладыш на внутренней стороне стенки корпуса может быть изготовлен из более мягкого материала, если он подлежит окраске.4) При проектировании, требующем принудительного охлаждения, вкладыш хорош еще одной особенностью: шов между автомобильным разъемом и стенкой корпуса должен быть загерметизирован, чтобы минимизировать утечку воздуха. В пыльной среде лайнер должен играть роль в системе, чтобы придерживаться чистоты.

2, на платформе 3M электронных продуктов сети, связанные с введением и продажи продуктов краткое: 3M электронных продуктов сети - профессиональный агент / производства / продажи различных {разъем | жгут | провод и кабель продукты }; если у вас есть связанные [разъем | жгут | провод и кабель продукты] покупки / поиск потребностей или хотели бы купить / чтобы понять, что мы можем предоставить разъем | жгут | провод и кабель решения продукта, пожалуйста, свяжитесь с нашими сотрудниками бизнеса ниже; если у вас есть связанные [разъем | жгут | провод и кабель продукты] продаж / ресурсов и продвижения потребностей, пожалуйста, нажмите на "→ деловое сотрудничество ← с человеком, чтобы обсудить! Если у вас есть связанные [разъем | жгут проводов | провод и кабель производства] продаж / ресурсов и продвижения потребностей, пожалуйста, нажмите на "¡¡ Деловое сотрудничество ←" и человек, чтобы обсудить!