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電子設(shè)備的電子信號和處理器的頻率不斷提升,電子系統(tǒng)已是一個包含多種元器件和許多分系統(tǒng)的復(fù)雜設(shè)備。高密和高速會令系統(tǒng)的輻射加重,而低壓和高靈敏度會使系統(tǒng)的抗擾度降低。$ {* c( [ m' g# Q& |$ g
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因此,電磁干擾(EMI)實在是威脅著電子設(shè)備的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。我們在設(shè)計電子產(chǎn)品時,PCB板的設(shè)計對解決EMI問題至關(guān)重要。$ P+ y* x7 H1 f: \& \( j
: H9 f! d0 _# a- L6 B3 A 本文主要講解pcb設(shè)計時要注意的地方,從而減低PCB板中的電磁干擾問題。
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% M: k2 o" o ?! S# w y, N 電磁干擾(EMI)的定義
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0 A, f( l0 t1 C- I 電磁干擾(EMI,ElectroMagneTIcInterference),可分為輻射和傳導(dǎo)干擾。輻射干擾就是干擾源以空間作為媒體把其信號干擾到另一電網(wǎng)絡(luò)。而傳導(dǎo)干擾就是以導(dǎo)電介質(zhì)作為媒體把一個電網(wǎng)絡(luò)上的信號干擾到另一電網(wǎng)絡(luò)。在高速系統(tǒng)設(shè)計中,集成電路引腳、高頻信號線和各類接插頭都是PCB板設(shè)計中常見的輻射干擾源,它們散發(fā)的電磁波就是電磁干擾(EMI),自身和其他系統(tǒng)都會因此影響正常工作。
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2 [! ~* G" {1 L0 _ 針對電磁干擾(EMI)的PCB板設(shè)計技巧
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E; ~ ?8 l/ D: S, T 現(xiàn)今PCB板設(shè)計技巧中有不少解決EMI問題的方案,例如:EMI抑制涂層、合適的EMI抑制零件和EMI仿真設(shè)計等,F(xiàn)在簡單講解一下這些技巧。
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w+ R. b% [$ B! h, P 1、共模EMI干擾源(如在電源匯流排形成的瞬態(tài)電壓在去耦路徑的電感兩端形成的電壓降)
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在電源層用低數(shù)值的電感,電感所合成的瞬態(tài)信號就會減少,共模EMI從而減少。
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2 f- h2 H% X7 U3 {9 N7 l( P! @ 減少電源層到IC電源引腳連線的長度。
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6 Z' g' T' ?/ S3 }3 a Z 使用3-6mil的PCB層間距和FR4介電材料。# P7 [7 A. `! B+ ?
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2、電磁屏蔽( {0 Q$ e0 J e8 i7 I" C
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盡量把信號走線放在同一PCB層,而且要接近電源層或接地層。1 N5 s& k. N$ L- E1 w0 d7 c0 A
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電源層要盡量靠近接地層9 E" S6 z- W7 e9 b: e2 U
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3、零件的布局(布局的不同都會影響到電路的干擾和抗干擾能力)
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. w" I# ]7 h( V1 |! U, {5 R6 U 根據(jù)電路中不同的功能進行分塊處理(例如解調(diào)電路、高頻放大電路及混頻電路等),在這個過程中把強和弱的電信號分開,數(shù)字和模擬信號電路都要分開% C8 R4 h$ K d3 g: \
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各部分電路的濾波網(wǎng)絡(luò)必須就近連接,這樣不僅可以減小輻,這樣可以提高電路的抗干擾能力和減少被干擾的機會。
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) N" `; q5 L+ O3 N4 H' M& Z 易受干擾的零件在布局時應(yīng)盡量避開干擾源,例如數(shù)據(jù)處理板上CPU的干擾等。$ d& f; P( ], ]9 w/ K" ]" v! V
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4、布線的考慮(不合理的布線會造成信號線之間的交叉干擾)
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8 I8 W8 s/ m- U6 U. b# N2 \. R0 S 不能有走線貼近PCB板的邊框,以免于制作時造成斷線。& g# y9 X* _) {, V/ \; m3 b/ _
8 s% G Y: h( D5 A; m8 ^ 電源線要寬,環(huán)路電阻便會因而減少。
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信號線盡可能短,并且減少過孔數(shù)目。
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拐角的布線不可以用直角方法,應(yīng)以135°角為佳。
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數(shù)字電路與模擬電路應(yīng)以地線隔離,數(shù)字地線與模擬地線都要分離,最后接電源地。
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減少電磁干擾是PCB板設(shè)計重要的一環(huán),只要在設(shè)計時多往這一邊想自然在產(chǎn)品測驗如emc測驗中便會更易合格。9 b( O% E' E' o5 k6 m7 {7 J$ E
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