PCB方面的電磁兼容性EMC設(shè)計(jì)
PCB方面的電磁兼容性EMC設(shè)計(jì):
1、適當(dāng)?shù)腜CB層數(shù)
在層數(shù)，單層PCB，雙層PCB和多層PCB方面。
a、單層PCB和雙層PCB適用于中/低密度布線(xiàn)或低完整性電路�；谥圃斐杀締�(wèn)題，大多數(shù)消費(fèi)電子產(chǎn)品依賴(lài)于單層PCB或雙層PCB。然而，由于它們的結(jié)構(gòu)缺陷，它們都產(chǎn)生很多EMI，并且它們也對(duì)外部干擾敏感。
b、多層PCB往往更多地應(yīng)用于高密度布線(xiàn)和高完整性芯片電路中。因此，當(dāng)信號(hào)頻率較高且電子元件以高密度分布時(shí)，應(yīng)選擇至少4層PCB。在多層PCB設(shè)計(jì)中，電源平面和接地平面應(yīng)專(zhuān)門(mén)布置，信號(hào)線(xiàn)與地線(xiàn)之間的距離減小。結(jié)果，所有信號(hào)的環(huán)路面積可以大幅減少。從EMC的角度來(lái)看，多層PCB能夠有效地減少輻射并提高抗干擾能力。
2、單層PCB設(shè)計(jì)
單層PCB通常在數(shù)百KHz的低頻下工作，因?yàn)樵S多高頻設(shè)計(jì)條件受限于低頻限制，例如缺少RF電路返回和完全閉合所需的控制條件，明顯的線(xiàn)路趨膚效應(yīng)或不可避免的磁環(huán)和天線(xiàn)問(wèn)題。因此，單層PCB往往對(duì)靜電，快速脈沖，輻射或傳導(dǎo)RF等RF干擾敏感。在單層PCB設(shè)計(jì)中，不考慮信號(hào)完整性和終端匹配。首先是電源和地線(xiàn)設(shè)計(jì)，然后是高風(fēng)險(xiǎn)信號(hào)設(shè)計(jì)，應(yīng)放置在地線(xiàn)旁邊，越接近越好。
后是其他線(xiàn)的設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)措施包括：
a、必須確保電源線(xiàn)和地線(xiàn)沿著關(guān)鍵電路信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中的電源箱接地點(diǎn)。
b、應(yīng)根據(jù)子功能布線(xiàn)，并且必須在敏感元件和相應(yīng)的I/O端子和連接器上嚴(yán)格考慮設(shè)計(jì)要求。
C、關(guān)鍵信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中的所有組件應(yīng)相鄰放置。
d、當(dāng)PCB需要多個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，請(qǐng)確保這些點(diǎn)相互連接，并包括連接方法設(shè)計(jì)。
即對(duì)于其他線(xiàn)路布線(xiàn)，具有較高RF耐受能力的線(xiàn)路應(yīng)采用微通道的設(shè)計(jì)方法，其中RF回路路徑清晰。
3、雙/多層PCB設(shè)計(jì)
a、關(guān)鍵電源平面應(yīng)與相應(yīng)的接地層相鄰，并產(chǎn)生耦合電容。配合PCB去耦電容，關(guān)鍵電源平面有利于電源層的阻抗降低，具有良好的濾波效果。
b、不允許相鄰平面上的關(guān)鍵信號(hào)穿過(guò)分裂區(qū)域以停止信號(hào)環(huán)路擴(kuò)大，以減少?gòu)?qiáng)輻射并降低干擾靈敏度。
C、時(shí)鐘信號(hào)，高頻信號(hào)和高速信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)需要相鄰的地平面。例如，與地平面相鄰的信號(hào)平面可以被認(rèn)為是用于信號(hào)路由的佳平面，從而可以收縮信號(hào)環(huán)區(qū)域和屏蔽輻射。
d、由于符合20H規(guī)則，電源平面通常應(yīng)小于地平面。
PCB的EMC設(shè)計(jì)源于技術(shù)，知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的復(fù)雜性，本文中列出的所有設(shè)計(jì)規(guī)則旨在為工程師提供基本和概念性指導(dǎo)，以確保他們?cè)贓MC設(shè)計(jì)中取得首次成功。事實(shí)上，優(yōu)秀的EMC設(shè)計(jì)要求工程師將盡可能多的元素納入電路板設(shè)計(jì)帳戶(hù)，工程師應(yīng)該知道它們是什么以及如何對(duì)它們做出反應(yīng)。
1、適當(dāng)?shù)腜CB層數(shù)
在層數(shù)，單層PCB，雙層PCB和多層PCB方面。
a、單層PCB和雙層PCB適用于中/低密度布線(xiàn)或低完整性電路�；谥圃斐杀締�(wèn)題，大多數(shù)消費(fèi)電子產(chǎn)品依賴(lài)于單層PCB或雙層PCB。然而，由于它們的結(jié)構(gòu)缺陷，它們都產(chǎn)生很多EMI，并且它們也對(duì)外部干擾敏感。
b、多層PCB往往更多地應(yīng)用于高密度布線(xiàn)和高完整性芯片電路中。因此，當(dāng)信號(hào)頻率較高且電子元件以高密度分布時(shí)，應(yīng)選擇至少4層PCB。在多層PCB設(shè)計(jì)中，電源平面和接地平面應(yīng)專(zhuān)門(mén)布置，信號(hào)線(xiàn)與地線(xiàn)之間的距離減小。結(jié)果，所有信號(hào)的環(huán)路面積可以大幅減少。從EMC的角度來(lái)看，多層PCB能夠有效地減少輻射并提高抗干擾能力。
2、單層PCB設(shè)計(jì)
單層PCB通常在數(shù)百KHz的低頻下工作，因?yàn)樵S多高頻設(shè)計(jì)條件受限于低頻限制，例如缺少RF電路返回和完全閉合所需的控制條件，明顯的線(xiàn)路趨膚效應(yīng)或不可避免的磁環(huán)和天線(xiàn)問(wèn)題。因此，單層PCB往往對(duì)靜電，快速脈沖，輻射或傳導(dǎo)RF等RF干擾敏感。在單層PCB設(shè)計(jì)中，不考慮信號(hào)完整性和終端匹配。首先是電源和地線(xiàn)設(shè)計(jì)，然后是高風(fēng)險(xiǎn)信號(hào)設(shè)計(jì)，應(yīng)放置在地線(xiàn)旁邊，越接近越好。
后是其他線(xiàn)的設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)措施包括：
a、必須確保電源線(xiàn)和地線(xiàn)沿著關(guān)鍵電路信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中的電源箱接地點(diǎn)。
b、應(yīng)根據(jù)子功能布線(xiàn)，并且必須在敏感元件和相應(yīng)的I/O端子和連接器上嚴(yán)格考慮設(shè)計(jì)要求。
C、關(guān)鍵信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中的所有組件應(yīng)相鄰放置。
d、當(dāng)PCB需要多個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，請(qǐng)確保這些點(diǎn)相互連接，并包括連接方法設(shè)計(jì)。
即對(duì)于其他線(xiàn)路布線(xiàn)，具有較高RF耐受能力的線(xiàn)路應(yīng)采用微通道的設(shè)計(jì)方法，其中RF回路路徑清晰。
3、雙/多層PCB設(shè)計(jì)
a、關(guān)鍵電源平面應(yīng)與相應(yīng)的接地層相鄰，并產(chǎn)生耦合電容。配合PCB去耦電容，關(guān)鍵電源平面有利于電源層的阻抗降低，具有良好的濾波效果。
b、不允許相鄰平面上的關(guān)鍵信號(hào)穿過(guò)分裂區(qū)域以停止信號(hào)環(huán)路擴(kuò)大，以減少?gòu)?qiáng)輻射并降低干擾靈敏度。
C、時(shí)鐘信號(hào)，高頻信號(hào)和高速信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)需要相鄰的地平面。例如，與地平面相鄰的信號(hào)平面可以被認(rèn)為是用于信號(hào)路由的佳平面，從而可以收縮信號(hào)環(huán)區(qū)域和屏蔽輻射。
d、由于符合20H規(guī)則，電源平面通常應(yīng)小于地平面。
PCB的EMC設(shè)計(jì)源于技術(shù)，知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的復(fù)雜性，本文中列出的所有設(shè)計(jì)規(guī)則旨在為工程師提供基本和概念性指導(dǎo)，以確保他們?cè)贓MC設(shè)計(jì)中取得首次成功。事實(shí)上，優(yōu)秀的EMC設(shè)計(jì)要求工程師將盡可能多的元素納入電路板設(shè)計(jì)帳戶(hù)，工程師應(yīng)該知道它們是什么以及如何對(duì)它們做出反應(yīng)。
