當(dāng)今，汽車(chē)內(nèi)的電子系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為幾百兆赫，所用脈沖的前后沿在亞納秒規(guī)模，高質(zhì)量視頻電路也用以亞納秒級(jí)的象素速率。這些較高的處理速度表明了工程上受到不斷的挑戰(zhàn)。那么如何防備和處理汽車(chē)連接器電磁干擾的問(wèn)題值得我們重視。
電路上振蕩速率變得更快(上升/下降時(shí)間)，電壓/電流起伏變得更大，問(wèn)題變得更多。因而，今天同曾經(jīng)比較，處理電磁兼容性(EMC)就更艱難了。
在電路的兩個(gè)波節(jié)之前，快速改變的脈沖電流，表明了所謂差模噪聲源，電路周?chē)碾姶艌?chǎng)能夠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)能夠建模為：由噪聲源、“受害電路”或“接受者”和回路(一般是底板)組成。用幾個(gè)因素來(lái)描述干擾的大?。涸肼曉吹膹?qiáng)度、干擾電流盤(pán)繞面積的大小、改變速率。
所以，盡管在電路中有很可能發(fā)生不希望的干擾，噪聲簡(jiǎn)直總是共模型的。一旦在輸入/輸出(I/O)汽車(chē)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(guò)允許的發(fā)射電頻。
噪聲的耦合和傳達(dá)
共模噪聲是因?yàn)椴缓侠淼囊?guī)劃發(fā)生的。有些典型的原因是不同線對(duì)中個(gè)別導(dǎo)線的長(zhǎng)度不同，或到電源平面或機(jī)殼的間隔不同。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(例如運(yùn)用特其他集成電路(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，總是發(fā)生電磁場(chǎng)。磁路中的氣隙相當(dāng)于串聯(lián)電路中的一個(gè)大電阻，那兒要耗費(fèi)較多的電能。
所以，鐵芯扼流圈，繞制在鐵氧體棒上，在棒周?chē)l(fā)生強(qiáng)的電磁場(chǎng)，在電極鄰近有強(qiáng)的場(chǎng)強(qiáng)。在運(yùn)用回描結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)電源中，變壓器上必定有一個(gè)空地，其間有很強(qiáng)的磁場(chǎng)。在其中堅(jiān)持磁場(chǎng)合適的元件是螺旋管，使電磁場(chǎng)沿管芯長(zhǎng)度方向分布。這就是在高頻作業(yè)的磁性元件優(yōu)選螺旋結(jié)構(gòu)的原因之一。
不恰當(dāng)?shù)娜ヱ铍娐芬话阋沧兂?/span>干擾源。假如電路要求大的脈沖電流，以及部分去耦時(shí)不能確保小電容或十分高的內(nèi)阻需要，則由電源回路發(fā)生的電壓就下降。這相當(dāng)于紋波，或許相當(dāng)于終端間的電壓快速改變。因?yàn)榉庋b的雜散電容，干擾能耦合到其它電路中去，引起共模問(wèn)題。
當(dāng)共模電流污染I/O接口電路時(shí)，該問(wèn)題必須處理在經(jīng)過(guò)汽車(chē)連接器之前。不同的運(yùn)用，主張用不同的辦法來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。在視頻電路中，那兒I/O信號(hào)是單端的，且公用同一一起回路，要處理它，用小型LC濾波器濾掉噪聲。
在低頻串聯(lián)接口網(wǎng)絡(luò)中，有些雜散電容就滿足將噪聲分流到底板上。差分驅(qū)動(dòng)的接口，如以太，一般是經(jīng)過(guò)變壓器耦合到I/O區(qū)域，是在變壓器一側(cè)或兩邊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(hào)不發(fā)生失真。
在I/O區(qū)域內(nèi)的共模噪聲
沒(méi)有一個(gè)通用辦法來(lái)處理所有類型的I/O接口的問(wèn)題。規(guī)劃師們的首要方針是將電路規(guī)劃好，而常常疏忽了一些視為簡(jiǎn)單的細(xì)節(jié)。一些基本規(guī)律能使噪聲在到達(dá)汽車(chē)連接器曾經(jīng)，降至小：
1)將去耦電容設(shè)置在緊挨負(fù)載處。
2)快速改變的前后沿的脈沖電流，其環(huán)路尺度應(yīng)小。
3)使大電流器件(即驅(qū)動(dòng)器和ASIC)遠(yuǎn)離I/O端口。
4)測(cè)定信號(hào)的完整性，以確保過(guò)沖和下沖小，特別是對(duì)于大電流的關(guān)鍵性信號(hào)(如時(shí)鐘，總線)。
5)運(yùn)用部分濾波，如RF鐵氧體，可吸收RF干擾。
6)提供低阻抗搭接到底板上或在I/O區(qū)域的基準(zhǔn)在底板上。射頻噪聲和汽車(chē)連接器
即便工程師采取許多上述所列的防備措施，來(lái)減小在I/O區(qū)內(nèi)的RF噪聲，還不能確保這些防備措施能否成功地滿足滿足發(fā)射要求。有些噪聲是傳導(dǎo)干擾，即在內(nèi)部電路板上按共模電流流動(dòng)。這個(gè)干擾源是在底板和電路等之間。
所以，這個(gè)RF電流一定經(jīng)過(guò)低阻抗(在底板和載信號(hào)線之間)的通路流動(dòng)。假如汽車(chē)連接器沒(méi)出現(xiàn)滿足低的阻抗(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(guò)電纜時(shí)，不可避免地發(fā)生發(fā)射。
使共模電流注入到I/O區(qū)的另一機(jī)理，是鄰近有強(qiáng)的干擾源的耦合。甚至有些“屏蔽”汽車(chē)連接器也無(wú)用，因?yàn)?/span>干擾源就在汽車(chē)連接器鄰近，如PC機(jī)環(huán)境。假如在汽車(chē)連接器和底板之間有一個(gè)缺口，此場(chǎng)所感應(yīng)的RF電壓能夠使EMC功能下降。
屏蔽汽車(chē)連接器辦法有，加指形簧片或墊片。汽車(chē)連接器的搭接，是在汽車(chē)連接器和機(jī)殼之間填滿空處。這個(gè)辦法要求有一個(gè)襯墊。金屬襯墊較好，只需處理合適，也就是說(shuō)，只需外表不被污染，只需手不觸及或損壞襯墊以及只需有滿足的壓力，以堅(jiān)持好的、低阻抗的接觸。
其他辦法是汽車(chē)連接器裝接頭片或許把汽車(chē)連接器裝置在機(jī)殼上。此刻，大接觸面略微小些，且應(yīng)嚴(yán)格控制接頭片的尺度和彈性。裝置屏蔽汽車(chē)連接器時(shí)，在機(jī)殼上開(kāi)口，開(kāi)口的一側(cè)要去掉油污，要仔細(xì)制作，若公差不合適，導(dǎo)致汽車(chē)連接器在機(jī)殼內(nèi)陷入太深，使搭接中止。每位EMC工程師知道，在“極好”的系統(tǒng)當(dāng)中，這個(gè)問(wèn)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，裝置于關(guān)鍵區(qū)域的油污上，將失效。
因?yàn)橄率鲈蜻x用了EMI汽車(chē)連接器
1)導(dǎo)電發(fā)泡塑料是極其柔軟的，且能放在汽車(chē)連接器的整個(gè)周?chē)＿@就消除了與另一機(jī)殼、襯墊有關(guān)的問(wèn)題。
2)機(jī)械工程師能夠在系統(tǒng)機(jī)殼可接收的公差規(guī)模內(nèi)裝置汽車(chē)連接器。
3)汽車(chē)連接器與機(jī)殼實(shí)現(xiàn)低阻抗搭接，以確保杰出接觸。機(jī)殼壁內(nèi)側(cè)上的襯墊，當(dāng)要涂漆有遮蔽要求時(shí)，能夠用更柔軟的資料。
4)要求強(qiáng)迫冷卻的規(guī)劃，襯墊好有另一特色：汽車(chē)連接器和機(jī)殼壁之間的縫應(yīng)密封起來(lái)，以削減氣漏。在有塵埃的環(huán)境中，襯墊要起到系統(tǒng)內(nèi)堅(jiān)持潔凈。
