数据采集与处理作业doc

一、论述高速数据采集系统的电磁兼容性（EMC）设计。主要考虑因素：射频干扰问题，差模辐射，共模辐射，电源去耦，连线端接，接地技术，模拟/数字混合系统，PCB 设计。可能产生的影响、问题解决方法、注意事项等。答：电磁兼容（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。EMC 包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility，即 EMS)。换句话说，即设备不会由于受到同一电磁环境中其他设备的电磁干扰而导致不允许的性能降低或失效；同时，设备也不会使同一电磁环境中其他设备因受其电磁干扰而导致不允许的性能降低或失效。以下是从不同角度对电磁兼容性的讨论：1.射频干扰就是电磁波所带来的干扰.防止射频干扰最佳的方法是保证层间布线尽量短，避开产生额外的谐振回路。短的连线能减小电感阻抗、缩短信号传输延时。2.差模辐射：应减小电流幅度 I，减小信号频率及其谐波，加大数字信号上升/下降沿 tr，减小环面积 S ，将信号线紧挨接地线。3.共模辐射：共模电流会产生很强的辐射，对周围的电路形成辐射性干扰，尽量减小激励此天线的源电压，即地电位；提供与电缆串联的高共模阻抗，即加共模扼流圈;；将共模电流旁路到地。4.电源去耦：一个电路的各个单元共用同一电源供电，为了防止各单元之间的耦合，需加去耦电路。造成耦合的原因有：数字电路——在电平翻转时的瞬间会有较大的电流，且会在供电线路上产生自感电压。功率放大电路——因电流较大，此电流流过电源的内阻和公共地和电源线路时产 生电压，使得电源电压有波动。高频电路——电路中有高频部分因辐射和耦合在电源上产生干扰。应设计较小的电流回路具有更低辐射。5.接地技术：数字和模拟地要采纳单点星形连接且靠近电源。6.对于模拟/数字混合系统，主要措施有抑制地线干扰，总原则是数字电路与模拟电路分开接地，对微弱模拟量电路实行全面覆盖的电磁屏蔽，采纳直流隔离措施。7.PCB 设计：PCB 板设计的开始阶段就是层的设置，层设置不合理可能产生诸多的噪声而形成电磁干扰和自身的 EMC 问题，所以合理的层布局对电磁兼容性而言是十分重要的。PCB 板层由电源层、地线层和信号层组成。层的选择、层的相对位置以及电源、地平面的分割、PCB 板的...