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對于數字電路PCB設計中的EMI控制技術原理介紹

作者: 時間:2014-01-12 來源:網絡 收藏
14px; text-align: justify; ">* 回流平面(路徑)不分割。

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/226989.htm

2.5 布線

* 阻抗控制:高速信號線會呈現傳輸線的特性,需要進行阻抗控制,以避免信號的反射、過沖和振鈴,降低EMI輻射。

* 將信號進行分類,按照不同信號(模擬信號、時鐘信號、I/O 信號、總線、電源等)的EMI 輻射強度及敏感程度,使干擾源與敏感系統盡可能分離,減小耦合。

* 嚴格控制時鐘信號(特別是高速時鐘信號)的走線長度、過孔數、跨分割區、端接、布線層、回流路徑等。

* 信號環路,即信號流出至信號流入形成的回路,是PCB設計中EMI 控制的關鍵,在布線時必須加以控制。要了解每一關鍵信號的流向,對于關鍵信號要靠近回流路徑布線,確保其環路面積最小。

對于數字電路PCB設計中的EMI控制技術原理介紹

對低頻信號,要使電流流經電阻最小的路徑;對高頻信號,要使高頻電流流經電感最小的路徑,而非電阻最小的路徑(見圖1)。對于差模輻射,EMI 輻射強度(E)正比于電流、電流環路的面積以及頻率的平方。(其中I 是電流、A 是環路面積、f 是頻率、r 是到環路中心的距離,k 為常數。)

因此當最小電感回流路徑恰好在信號導線下面時,可以減小電流環路面積,從而減少EMI輻射能量。

* 關鍵信號不得跨越分割區域。

* 高速差分信號走線盡可能采用緊耦合方式。

* 確保帶狀線、微帶線及其參考平面符合要求。

* 去耦電容的引出線應短而寬。

* 所有信號走線應盡量遠離板邊緣。

* 對于多點連接網絡,選擇合適的拓撲結構,以減小信號反射,降低EMI輻射。2.6 電源平面的分割處理

* 電源層的分割

在一個主電源平面上有一個或多個子電源時,要保證各電源區域的連貫性及足夠的銅箔寬度。分割線不必太寬,一般為20~50mil 線寬即可,以減少縫隙輻射。

* 地線層的分割

地平面層應保持完整性,避免分割。若必須分割,要區分數字地、模擬地和噪聲地,并在出口處通過一個公共接地點與外部地相連。

為了減小電源的邊緣輻射,電源/地平面應遵循20H設計原則,即地平面尺寸比電源平面尺寸大20H(見圖2),這樣邊緣場輻射強度可下降70% 。

對于數字電路PCB設計中的EMI控制技術原理介紹

3 EMI 的其它控制手段

3.1 電源系統設計

* 設計低阻抗電源系統,確保在低于fknee 頻率范圍內的電源分配系統的阻抗低于目標阻抗。

* 使用濾波器,控制傳導干擾。

* 電源去耦。在EMI 設計中,提供合理的去耦電容,能使芯片可靠工作,并降低電源中的高頻噪聲,減少EMI。由于導線電感及其它寄生參數的影響,電源及其供電導線響應速度慢,從而會使高速電路中驅動器所需要的瞬時電流不足。合理地設計旁路或去耦電容以及電源層的分布電容,能在電源響應之前,利用電容的儲能作用迅速為器件提供電流。正確的電容去耦可以提供一個低阻抗電源路徑,這是降低共模EMI的關鍵。

3.2 接地

接地設計是減少整板



關鍵詞: 數字電路 PCB設計 EMI控制技術

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