電磁相容的PCB設計(七)

2021-10-21 10:29:04 字數 1432 閱讀 4470

在單板設計中, 電源、 地平面均能作為參考平面,都有一定的遮蔽作用; 但電源平面存在較高的特性阻抗, 與參考電平存在較大的電位差, 而地平面一般均作了接地處理, 並作為基準電平參考點, 遮蔽效果優於電源平面, 所以一些特殊、 重要的訊號應盡量採用地平面作為參考平面。

對於區域性訊號要求較高的情況下 (如: pcie、 ra-pid io、 fc 等 高速 差 分 信 號 以 及時 鐘 信 號 應 優 先 考慮 在pcb 內 部最 優 層佈線 ), 方 案 2 更 優 於方 案 1, 提供 了絕佳的 s2 佈線層。 (g1-s2-g2)當布局、 佈線密度過高時, 可採用方案 3, 增加相應佈線數量, 節約成本, 佈線優選 s2、 s1, 其次考慮 s3、 s4。 方案 4 與 3 相較雖然都是 4 個訊號層, 保證了電源、 地平面相鄰, 減少了電源阻抗, 但 s1、 s2、s3、 s4 均裸露在外, 只有 s2 有較好參考平面。

pcb 上 器件 的 劃 分 和 布 局 對 emc 設計 起 到 重 要 的作用。 劃分就是要把數位電路和模擬電路分開, 把 i/o電路和其他電路、 高頻電路和低頻電路、 高電平電路和低電平電路、 敏感電路和一般電路分開。pcb 的布局則是乙個綜合評估和排布的過程, 應重點關注高速訊號走線及 emi 訊號源位置。 emi 源主要包括電源電路、 時鐘電路、 驅動電路等。 pcb 上的 dc/dc 及 ldo 電源是很大的雜訊**, 其雜訊會 通過 傳 導和輻射傳給板上其他器件, 且供電線路越長問題越突出, 因此主電源和二次電源電路一般布在電源入口處。時鐘電路同樣具有較大的輻射, 容易對模擬電路之類的敏感電路產生影響, 因此在 pcb 布局時應將時鐘電路遠離 i/o 電路、 高速訊號放置。 另外數字 i/o 電路和模擬 i/o 電路應靠近聯結器布放, 高速電路、 儲存器電路應靠近印製板內部放置

從 pcb 的 emc 設計考慮出發, 一些關鍵訊號諸如: pcie、 rapid io、 fc 等高速差分訊號以及時鐘訊號應優先考慮在 pcb 內部最優層佈線, 即在無相鄰訊號層且以地平面作為參考平面的訊號層走線; 訊號走線應盡量短並遠離上節提到的 emi 輻射源和敏感器件, 有條件的應在兩側加遮蔽地線, 印製板上的走線應盡量遠離安裝孔、 定位孔以免電磁能量通過這些通道向外輻射, 推進保持 30mil 以上的距離, 走線盡量避免走尖角避免阻抗不連續和天線效應, 同時應該特別注意的是關鍵訊號走線不要跨越平板的分割區域。關鍵訊號跨分割會帶來很多問題。 由於增大了電流環路面積, 會加大環路電感, 易使輸出的波形產生振盪, 環路電感上的高頻壓降會構成共模輻射源, 並通過外接電纜產生共模輻射; 大的電路路徑也增加了向空間的輻射干擾, 同時易受空間磁場的影響; 對於高速敏感訊號而言, 由於微帶線或帶狀線走線參考平面被破壞,會造成嚴重的訊號完整性問題, 從而產生 emi 干擾。

電磁相容的PCB設計(六)

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