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隨著信號(hào)上升沿時(shí)間的減小,信號(hào)頻率的提高,電子產(chǎn)品的EMI問題,也來越受到電子工程師的重視。 高速pcb設(shè)計(jì)的成功,對(duì)EMI的貢獻(xiàn)越來越受到重視,幾乎60%的EMI問題可以通過高速PCB來控制解決。中國(guó)IC/ N8 B7 y$ D, e/ y- }
規(guī)則一:高速信號(hào)走線屏蔽規(guī)則
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+ C+ @) [6 E9 _, `& F. x上圖所示:在高速的PCB設(shè)計(jì)中,時(shí)鐘等關(guān)鍵的高速信號(hào)線,走需要進(jìn)行屏蔽處理,如果沒有屏蔽或只屏蔽了部分,都是會(huì)造成EMI的泄漏。 建議屏蔽線,每1000mil,打孔接地。
' x3 }; k6 D. U規(guī)則二:高速信號(hào)的走線閉環(huán)規(guī)則0 s0 s* S& {0 c8 e: a2 T: a0 n4 W
由于PCB板的密度越來越高,很多PCB layout工程師在走線的過程中,很容易出現(xiàn)這種失誤,如下圖所示
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時(shí)鐘信號(hào)等高速信號(hào)網(wǎng)絡(luò),在多層的PCB走線的時(shí)候產(chǎn)生了閉環(huán)的結(jié)果,這樣的閉環(huán)結(jié)果將產(chǎn)生環(huán)形天線,增加EMI的輻射強(qiáng)度。% v7 y- R$ b; {7 a6 x/ g
規(guī)則三:高速信號(hào)的走線開環(huán)規(guī)則8 C4 }; ]7 U/ f- K/ r, H
規(guī)則二提到高速信號(hào)的閉環(huán)會(huì)造成EMI輻射,同樣的開環(huán)同樣會(huì)造成EMI輻射,如下圖所示:. {( Q) p) L" l/ `/ C% a
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7 j: @1 Q+ A3 z4 ~時(shí)鐘信號(hào)等高速信號(hào)網(wǎng)絡(luò),在多層的PCB走線的時(shí)候產(chǎn)生了開環(huán)的結(jié)果,這樣的開環(huán)結(jié)果將產(chǎn)生線形天線,增加EMI的輻射強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)中我們也要避免。" ?/ X( `( F3 s5 E' b' u7 e c
規(guī)則四:高速信號(hào)的特性阻抗連續(xù)規(guī)則: Z Q; X! u0 G0 j7 X0 P
高速信號(hào),在層與層之間切換的時(shí)候必須保證特性阻抗的連續(xù),否則會(huì)增加EMI的輻射,如下圖:3 }* D# R1 F7 Y
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, p# j, T3 Z" z6 T" g$ D3 A也就是:同層的布線的寬度必須連續(xù),不同層的走線阻抗必須連續(xù)。
7 r8 N& ^7 E# l規(guī)則五:高速PCB設(shè)計(jì)的布線方向規(guī)則 4 |. Y( v" h u6 t
相鄰兩層間的走線必須遵循垂直走線的原則,否則會(huì)造成線間的串?dāng)_,增加EMI輻射,如下圖:
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$ F) ~& X" _" G6 o+ b相鄰的布線層遵循橫平豎垂的布線方向,垂直的布線可以抑制線間的串?dāng)_。
# @; Y; B5 n0 k& ]. B- {/ c規(guī)則六:高速PCB設(shè)計(jì)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)則1 N0 L& e4 E, _0 v$ @! |
在高速PCB設(shè)計(jì)中有兩個(gè)最為重要的內(nèi)容,就是線路板特性阻抗的控制和多負(fù)載情況下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在高速的情況下,可以說拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的是否合理直接決定,產(chǎn)品的成功還是失敗。
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如上圖所示,就是我們經(jīng)常用到的菊花鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般用于幾Mhz的情況下為益。高速的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)我們建議使用后端的星形對(duì)稱結(jié)構(gòu)。. ~ M9 k5 `/ L' }" L4 O: |9 G& [
規(guī)則七:走線長(zhǎng)度的諧振規(guī)則 r, Q7 @# z$ e+ T# D
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檢查信號(hào)線的長(zhǎng)度和信號(hào)的頻率是否構(gòu)成諧振,即當(dāng)布線長(zhǎng)度為信號(hào)波長(zhǎng)1/4的時(shí)候的整數(shù)倍時(shí),此布線將產(chǎn)生諧振,而諧振就會(huì)輻射電磁波,產(chǎn)生干擾。
7 W- s5 p& h. A. u規(guī)則八:回流路徑規(guī)則; K! ]+ N. D& k
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所有的高速信號(hào)必須有良好的回流路徑。近可能的保證時(shí)鐘等高速信號(hào)的回流路徑最小。否則會(huì)極大的增加輻射,并且輻射的大小和信號(hào)路徑和回流路徑所包圍的面積成正比。
* x8 X1 d: ]4 H8 B規(guī)則九:器件的退耦電容擺放規(guī)則
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; H8 M3 X# O1 `9 K" v1 h: X退耦電容的擺放的位置非常的重要。不合理的擺放位置,是根本起不到退耦的效果。退耦電容的擺放的原則是:靠近電源的管腳,并且電容的電源走線和地線所包圍的面積最小。2 Z0 d. ^2 n u2 Y
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