上海雷卯电子EMC 设计避坑指南：四不口诀

Release time：2025-05-30
author：AMEYA360
source：上海雷卯电子
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　　你的产品明明设计得很好，为什么一做EMC测试就失败?上海雷卯电子教大家4个超实用的EMC设计技巧四不口诀，帮你避开常见的坑!

上海雷卯电子EMC 设计避坑指南：四不口诀

　　准则1 让电流“走捷径”，不绕远路

　　核心逻辑：高频电流走 “电感最小路径”，环路越大→辐射越强!

　　雷卯实验室关键知识点：

　　· 信号电流必成环路，回流路径紧贴流出路径

　　· 低频(kHz 级)走 “电阻最小路径”，回流可能分散;高频(MHz 级)走 “电感最小路径”，回流紧贴主线

　　· 设计技巧：高速信号与回流平面紧邻，缩短信号层与地平面间距

　　准则2 不要分割信号返回平面

　　雷卯 EMC 工程师的安全经验法则是：为所有信号电流提供一个完整的返回平面。若某低频信号易受干扰或可能干扰电路板上的电路，应使用单独层的走线将其电流回流至源端，而非分割平面。随意开槽 / 分割地平面，导致回流路径突变→EMI 激增!

　　例外情况：仅当低频敏感信号需隔离时(如音频电源)，可采用独立回流走线，但需满足：

　　1. 独立层单独回流，不与高频平面交叉

　　2. 可咨询雷EMC专家，避免照搬案例

　　警示：99% 场景下，完整平面是最优解!

　　准则3 不要在连接器之间布置高速电路

　　在雷卯实验室评估过的电路板设计中，这是最常见的问题之一。许多本可轻松满足EMC要求(无需额外成本或精力)的简单设计，最终却因违反这一规则而不得不增加大量屏蔽和滤波措施。

　　为何连接器的位置如此重要?在几百兆赫兹以下的频率，波长可达米级或更长，印刷电路板本身的“天线”因电尺寸小而效率低，但连接到电路板的电缆或其他设备却可能成为高效天线。

　　信号电流在走线上流动并通过完整平面回流时，平面上任意两点的电压差通常与平面内的电流成正比。当所有连接器沿电路板一侧排列时，它们之间的电压差可忽略不计;但如果连接器之间布置了高速电路，连接器之间可能产生几毫伏或更高的电位差，这些电压会驱动电流流入连接的电缆，导致产品超出辐射发射要求。

　　准则4 不盲目追求最快边沿，控制好信号转换时间

　　核心逻辑：高频电流走 “电感最小路径”，环路越大→辐射越强!

　　雷卯推荐控制手段对比表：

上海雷卯电子EMC 设计避坑指南：四不口诀

　　推荐黄金比例：转换时间≈20% 位周期(如 100MHz 时钟，边沿控制在 2ns 以内)

　　总结 四不口诀速记表

上海雷卯电子EMC 设计避坑指南：四不口诀


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上海雷卯电子：这两种TVS有啥不同？
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上海雷卯电子：这两种TVS有啥不同？

　　当我们查看TVS二极管的规格书 ,常会看到有以下两种种引脚功能标识图：　　对于初学者，看到感到疑惑，他们一样吗?他们有啥区别?为啥有的两个尖头往外 ，阳极连在一起，有的两个尖头往里，阴极连在一起?一连三问。EMC小哥根据自己经验略作分析。　　使用这两种图的规格书上都有标注 bidirectional ESD protection diode。因此可以确定这两种的功能是一样的，都是双向保护二极管。　　图1在国外品牌规格书上看到的比较多，比如Nexperia(安世)， Littelfuse(美国力特)，VISHAY(威世)等等，图2 国内品牌使用比较多，比如上海雷卯。　　我们看两种TVS二极管在电路中的应用：参看图3，图4。　　先看上图3： 静电过来后首先反向击穿通过D1连接1脚的二极管，然后再正向通过D1的下方连接2脚二极管，(减去大约0.7V )，最后导入到地。　　图4静电过来后首先正向通过D2的上方连接1脚二极管(减去大约0.7V ),然后反向击穿通过D2连接2脚的二极管，最后导入到地。所以，静电进来后两种TVS二极管都是要经过一次反向击穿和正向导通电压才导入到地，所以从电气性能上分析这两种实现的功能是一样的，从应用上是没有区别的。　　那他们本质上有区别吗?我们知道二极管是有PN结组成，如图5，电流从P极进去，N极出来，正向导通， 硅管的管压降VF为0.7V。　　对于TVS二级管，因为是反向击穿起保护作用，所以是从N极流入P极，P极到N极是正向导通。　　那么上面图1，图2两种TVS二极管功能图内部结构可以近似如下图表示：　　这就是这两种二极管内部叠层结构不同。　　因此，从电气特性角度分析，图1和图2所示均为双向TVS二极管，应用上没有区别，仅内部结构存在差异。对工程师而言，只要器件规格书中的参数相近，所实现的功能一致，二者便具备替代性。　　上海雷卯电子(Leiditech)凭借多年技术积累，其国产ESD/TVS器件可兼容替代NXP、SEMTECH、LITTELFUSE、ON、VISHAY、TI等多款国外品牌产品。公司提供包括USB接口、汽车电子、工业控制等领域的电路保护方案，并备有详细替代型号列表供参考。雷卯产品支持样品申请，助力客户实现供应链优化与国产化替代。　　Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD，TVS，TSS，GDT，MOV，MOSFET，Zener，电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-09-19 15:45 reading：433
上海雷卯电子：ROBOT之鼻金属氧化物半导体气体传感器静电浪涌防护技术
行业新闻

上海雷卯电子：ROBOT之鼻金属氧化物半导体气体传感器静电浪涌防护技术

　　一、 解密 “电子鼻”　　1.电子鼻的工作原理　　金属氧化物半导体(MOS)气体传感器构成的 “电子鼻”，核心原理是利用金属氧化物(如 SnO₂、ZnO 等)表面对气体的吸附 - 脱附特性。当目标气体与金属氧化物表面接触时，会发生化学吸附反应，导致材料的电导率发生变化。传感器通过检测这种电导率的变化，经过信号放大、模数转换等处理，最终实现对气体种类和浓度的识别。例如，在检测一氧化碳时，一氧化碳分子与 SnO₂表面的氧离子结合，释放出电子，使 SnO₂的电导率升高，通过电路将这一变化转化为可识别的电信号，从而完成对一氧化碳的检测。　　02.电子鼻的应用领域　　工业安全：在化工、石油等行业，“电子鼻” 可实时监测车间内的易燃易爆气体(如甲烷、丙烷)和有毒气体(如硫化氢、氯气)，一旦浓度超标，立即发出警报并联动设备停机，保障生产安全。　　环境监测：用于大气质量监测站、污水处理厂等场景，检测空气中的挥发性有机物(VOCs)、二氧化硫、氮氧化物等污染物，为环境治理提供数据支持。　　智能家居：集成在空调、空气净化器等设备中，感知室内甲醛、苯等有害气体浓度，自动调节设备运行状态，改善室内空气质量。　　医疗健康：通过检测人体呼出气体中的特殊成分(如丙酮可反映糖尿病状况)，辅助疾病的早期诊断和监测。　　农业：农业种植中在大棚、大田场景，监测作物释放的乙烯、萜类气体，为植保措施提供数据支撑。农产品仓储中，识别粮库霉菌挥发物(如苯甲醛)、坚果仓虫害代谢 VOCs，预警霉变、虫害风险。　　汽车行业：在车内座舱，监测甲醛、TVOC 等挥发物，浓度超标自动启动净化系统。在油路、气路周边，检测汽油蒸气、甲烷泄漏，触发声光报警。　　03.核心结构　　半导体气体传感器通常集成多种关键功能模块，核心结构包括：　　加热单元(heater/hotplate)：为传感器提供高温工作环境，确保金属氧化物敏感材料处于活性状态，维持表面氧化还原反应的持续进行;　　金属氧化物敏感层(MOx material)：作为气体检测的核心，其电阻率随与目标气体的接触发生显著变化，是实现气体浓度转化的关键载体;　　信号处理模块：包含模拟信号采集与数字信号处理单元，可对传感器输出的电阻变化信号进行放大、滤波等处理，并集成湿度补偿功能，减少环境湿度对检测精度的干扰;　　控制与接口组件：配备控制器(controllers)及数字/模拟接口(如 SDA、SCL)，实现对加热单元的温度调控、传感器工作状态的监测以及检测数据的传输。　　在智能制造与物联网深度融合的今天，气体传感器作为设备的 “嗅觉神经”，其稳定运行离不开可靠的防护方案。雷卯电子基于十余年技术积累，为金属氧化物半导体(MOS)气体传感器量身定制全链路防护方案，从信号到电源构建立体屏障，确保 “电子鼻” 在复杂电磁环境中精准感知。　　二、金属氧化物半导体气体传感器的防护方案　　1.BOSCH的气体传感器BME688开发套件：　　　　3.3V防护：雷卯采用SD03C(SOD-323封装)/　　ESDA33CP30(DFN1006封装)，IEC61000-4-2，等级4，接触放电30KV，空气放电30KV，箝位电压≤13V，低于 MOS 栅极耐压阈值(<30V)，避免静电击穿。　　IO信号保护：雷卯采用ESDA33CP30(DFN1006)针对传感器信号静电防护，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30KV，空气放电30KV。　　SD卡静电防护方案: 雷卯采用集成器件SR33-04A/USRV05-4保护，结电容小于1PF，可以保证信号完整性的同时，通过静电测试。满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电8kV，空气放电15kv.　　2.通信与电源防护：多维度筑牢安全防线　　通信接口：UART 接口采用 ESDA33CP30(3.3V)，结电容≤3pF 兼容 115200bps 速率;CAN 总线选用 SMC24，±30kV 空气放电防护满足工业级需求。　　电源系统：12V电源入口增加TVS器件，抵御静电浪涌，满足 IEC 61000-4-5 浪涌测试(1.2/50μs)。　　上海雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-08-01 10:39 reading：641
上海雷卯电子：如何选择合适电容值的ESD二极管
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上海雷卯电子：如何选择合适电容值的ESD二极管

　　作为一名关注通信接口和电子元器件的专业人士，你一定对ESD(Electrostatic Discharge)二极管非常感兴趣。让上海雷卯电子和AMEYA360带你来了解一下ESD二极管是什么，以及如何选择合适电容值的ESD二级管吧。　　ESD二极管，也被称为静电保护二极管，是一种用于保护电子元器件免受静电放电(ESD)损害的器件。静电放电是一种常见的电磁干扰源，可能对通信接口和其他电子设备造成严重的损坏。ESD二极管能够迅速响应并吸收静电放电，将其引导到地线，保护接口和其他电路免受损害。　　在选择合适的电容值ESD管时，需要考虑以下几个因素：　　1. 通信接口的速率和带宽：不同速率和带宽的通信接口对ESD保护的要求不同。较高速率的接口可能需要更低的电容值，以确保快速的信号传输和响应。　　2. 接口的电气特性：了解通信接口的特性阻抗、信号电平以及信号线的布局等，有助于选择合适的ESD管电容值。经过仔细计算和模拟，可以确定最佳的电容值范围。　　3. ESD保护需求：根据应用场景和系统对ESD保护的需求，选择适当的电容值。一般情况下，较高的电容值可能增加对信号传输的影响。　　上图这颗是低容值ESD ，可以用在高速通讯接口上。　　通过综合考虑以上因素，可以选择适合特定通信接口的合适电容值的ESD管。此外，与供应商和技术专家的交流也是非常重要的，他们能够提供更具体的建议和指导。　　保护通信接口免受ESD损害是确保系统稳定性和可靠性的关键。通过选择合适电容值的ESD管，我们能够提供可靠的ESD保护，确保通信接口的正常工作，同时保护其他电子元器件免受静电放电的危害。
2025-07-18 11:34 reading：456
上海雷卯电子：Robot之眼——多光谱传感器的静电浪涌防护指南
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上海雷卯电子：Robot之眼——多光谱传感器的静电浪涌防护指南

　　一、多光谱传感器概述　　多光谱传感器通过分光技术将光分为窄波段，经探测器转换为电信号，处理后提取目标多光谱特征，通过不同谱段反射/辐射差异识别物质特性。由光学(成像、分光元件)、控制和显示部分(信号处理、图像呈现)组成，具备多波段探测、高光谱分辨率、非接触测量等特点，应用于农业、环境、医疗、工业、遥感、安防等领域。　　二、实现原理与技术应用　　1、上海雷卯电子EMC小哥绘制多光谱传感器工作原理图如下：　　2、多光谱技术的广泛应用　　三、雷卯针对多光谱传感器电路静电浪涌防护指南　　1、测试认证标准　　浪涌抗扰度：按 IEC 61000-4-5，输入24V电源端口，线-线 ±2kV、线-地 ±4kV，通过10/700μs 波形测试。　　静电放电(ESD)：遵循 IEC 61000-4-2，接触放电 ±8kV、空气放电 ±15kV;医疗设备需达接触 ±6kV、空气 ±8kV，通过 YY 0505 认证。　　2、核心接口防护　　　如上图示多光谱传感器芯片接口主要包含电源输入口VCC，信号接口I2C/UART，及外部接口(USB/以太网)。　　输入电源防护：　　24V工业电源需兼顾浪涌与过流保护：　　浪涌防护：推荐 TVS 器件 LM1K24CA(封装 SMB，VC=35V，残压低)，保护水平达 2KV;　　过流防护：SMD1812 系列 PTC(6-60V，0.1-3.5A)，响应速度快，可重复使用;　　反极性保护：肖特基二极管 SK56C(60V/5A)，降低电源接反时的损坏风险。　　或者使用常规方案：前级GDT 2R090-5S+MOV ,后级用TVS再精细钳位。　　信号接口防护　　UART接口：雷卯采用单颗器件防护,节约空间， 保证信号完整性，ULC3304P10，ULC0524P，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。　　电源轨静电防护　　针对模拟电源(3.3V)，雷卯采用ESD0321CW(DFN0603 封装，30pF 电容，21A 泄放电流);　　针对数字电源(1.8V)雷卯采用ESD1821C(DFN0603，25pF，18A)，降低电源纹波与静电干扰。　　千兆网络防雷击浪涌保护方案　　雷卯针对用于室外的1000M网口浪涌保护，采用二级防护,变压器前级采用GDT 3R090-5S泄放大电流，变压器后端采用ESD GBLC03C精细钳位，结电容小于0.6pF，保证信号高温完整性，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。 IEC61000-4-5 10/700μs，40Ω，6kV，±5次，此方案高温传输不丢包。
2025-07-15 15:05 reading：619
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