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EMI EMI的意思是电磁干扰。我们都知道当电路出现一个你不希望看到的现象，而且原因无法解释，并且是有的时候出现有的时候不出现时，我们就可能碰到了EMI。 EMI从本质上讲就是你不想看到的信号出现在你的电路中。EMI出现在电路中的途径有两种：一种的传导，一种的辐射。传导就是信号通过走线或者其他路径进入到被干扰的地方。辐射就是通过耦合的方式进行干扰。 怎么定位是传导还是辐射EMI呢？就是把电路一块一块的断开连接，看干扰现象有没有消失，这样可以判断是不是传导的EMI。其实辐射和传导最终所有的EMI都是会变成传导的，因为只有EMI变成传导的之后才会使电路受到干扰。 辐射的EMI可以分为两类，近端场效应和射频场效应。有一个大概的划分，距离在一个波长以内的是近端场效应，一个波长以外的是远端场效应。 近端场的磁场会引起电流干扰。近端场的电场会引起电压的干扰。 有一种很简单的方法测试电场。当示波器的地线悬着的时候，它的探针就是一个二级子天线。能够很好的感应电场。当示波器的地线和探针连在一起的时候，就组成了回路，它能测试出磁场。 在一本资料上看到过。在点对点的布线中（我们的主板上很多线都是点对点的布线，比如说一个两层的FPC），分布系统会产生振铃（无端接的情况），集总系统有可能会有可能不会。大概区分分布系统和集总系统的的数字是L/6。L=信号上升时间/传播延迟。所以当线长度超过上升沿的电长度的1/6时，就应该端接。 集总参数电路可能振铃可能不振铃。这取决于电路的Q值。电路的Q值显示出电路中信号消逝消逝的快慢。在低Q值电路中，信号衰减得很快，在高Q值电路中，信号却来回振荡，经过几个振铃周期才会消失。 Q值为1的数字电路中，会显示出16%的过冲，Q值为2的数字电路，则显示44%的过冲。任何Q值低于二分之一的电路都不会振铃。（传输线的Q值临界点是1）一个电路上产生的振铃是电路本身的固有谐振频率和驱动器上升时间之间关系的一个函数。 Q值的计算公式大概由驱动器的源端电阻，导线的串联电感和接收器的负载电容组成。 R是驱动器的输出电阻，L是电路的电感，C是接收器的负载电容。 其中电路的电感计算公式为 D为绕接线的直径，H为线路对接地平面的高度，X为线长。 所以，直径越大，对地距离越近，线长越短Q值就越小。 所以在一个系统中长线反射和短线振铃的时候都应该端接。 端接分为末端端接，源端端接和中间端接。 阻性的端接器能够防止反射或振铃问题。 当使用末端端接的时候，每个驱动门短路直接连接到传输线。末端端接器位于接收器。末端端接线的特点是： 驱动波形以满幅度沿着整个电缆的路径传播。 所有的反射被末端端接电阻衰减。 接收到的电压等于传输电压。 源端端接方式指的是把每个驱动门电路通过一个串联电阻连接到传输线上。串联电阻的值加上驱动门的输出阻抗，应该等于传输线的特性阻抗。这样，源端的反射系数为零。 源端端接电路的特性为： 驱动波形在传输到线路之前被串联端接电阻分担一半。 驱动信号以一半的强度传播到线路末端。 远端（开路）的信号反射系数是1。反射信号的强度是信号强度的一半。一半强度的反射加上一半强度的初始输入信号，在接收端达到信号的完整电平。 反射信号沿着线路向源端反向传播，被源端端接衰减。 末端反射返回到源端后，驱动电流下降为零。一直保持到下个信号转换。在快速系统中，下个转换在末端反射到达之前就开始了。 在相同传输线阻抗和相同的负载情况下，源端端接电路的上升时间是末端端接电路的两倍。 在驱动电压和传输线阻抗都相同的条件下，源端端接电路的功耗小于末端端接负载的功耗。 在低速系统中，源端端接线所需的平均电流比较低。在高速系统中，末端反射回到源端之前，源端端接线上的下一个跳变已经开始，所以需要驱动电源保持最大值。 中间端接模型 中间端接付出了信号衰减的代价，但是可以改善系统的阶跃响应。 端接电阻时应考虑 1，端接电阻阻值的准确性 一个端接电阻应该减少或消除传输线上的不必要的反射。只有当它的阻抗值和传输线特性阻抗匹配时才能完成这项功能。 2，端接电阻的功耗 当电路的反射能量全部消耗在电阻上时，电阻会发热。电阻过热的结果是其阻抗值可能漂移，引起反射。严重的时候会直接爆裂。 3，端接电阻的串联电感 端接电阻的寄生电感，可能会引起不必要的反射。 下面再回顾下一个串扰公式 串扰： 如图中显示，流经环路A的电流产生的一些磁力线穿过了环路B。因此，环路A的电流变化改变了由环路B所包围的磁通量。环路B中的磁通量变化感应产生了环路B上的噪声电压，称为串扰。环路A中的电流变化与环路B中电压成比例，比例常数称为环路A和B的互感。 互感 h为据地平面的高度，s为两线之间的距离,L为一条导线的电感。 传输线降低EMI的原因是，限制信号返回电流的流动路径，保证返回电流紧贴着信号的输出线路。产出的电路环路面积非常小，由输出和返回电流路径产生的磁场相互抵消。 处理导线中EMI还有另外两种方法： 1， 小电流的信号更容易受到干扰。 当电压一定的时候，因为要限制功率，所以电流比较小。小功率的信号被一个小的功率的信号就干扰。所以增大驱动能力可能是解决EMI的一种方法。 2， 在射频干扰时，找到接收天线，并破坏它。 天线可能是在前面提到过的，二极子天线（一根导线和一根地线），或者是天线环。它们可能接收到磁场或者电场的信号。 任何非正弦波信号在频域内都有非常丰富的谐波分量，这些谐波分量便是引起EMI辐射的“罪魁祸首”。 影响其谐波分量的最主要因素是信号的上升沿，所以在逻辑器件的选择以及编程方面有一个原则：“信号的上升沿能够满足功能要求且留一定的裕量即可，不要强求过小的上升时间”。 从下图可以看出，即使是相同的信号频率，上升时间小的信号在频域覆盖的频带要宽，并且基频后的相同频点上幅度要大，所以信号的上升沿越小，其干扰强度越大。 在满足产品功能要求的情况下，沿尽可能缓； 如下图所示，使沿变缓的方法是增大电阻R和电容C的值； 所以，单板原理图设计时，在时钟信号的输出端串联一个电阻R，此电阻同时可以用来进行匹配（见后续描述）； 电容C的实现可以采用在PCB设计时预留焊盘或通过信号线的对地分布电容来控制。 一般的处理方法是端接：
从下图中的左图可以看出，原先的过冲没有了，所以右图中的频域辐射图得到了很大的改善。
对于可编程的总线输出芯片，建议使用软件控制其沿的陡度； 对于不可编程的芯片，采用的方法同时钟源，但给每根总线都并电容的可能性不大，因为每根总线对地都有分布电容，所以增大下图中的R同样可以减缓信号上升沿。
匹配电阻的选择：22欧姆～51欧姆。 一般不建议采用阻排，因为阻排容易产生串扰，并且阻排之中如果有一个电阻故障，整个阻排都需要更换，成本大。
但是我们在FLASH数据总线是用的排阻一样的东西，它内部还有个下地的电容。可以节省布板的空间。
燚智能周教授 原文来自燚智能硬件开发网（燚，yi，熊熊大火燃烧的样子） |
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