高速PCB設(shè)計(jì)EMI之九大規(guī)則

2017-07-01  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

隨著信號(hào)上升沿時(shí)間的減小及信號(hào)頻率的提高,電子產(chǎn)品的EMI問題越來越受到電子工程師的關(guān)注,幾乎60%的EMI問題都可以通過高速PCB來解決。以下是九大規(guī)則:

規(guī)則一:高速信號(hào)走線屏蔽規(guī)則

在高速的PCB設(shè)計(jì)中,時(shí)鐘等關(guān)鍵的高速信號(hào)線,走線需要進(jìn)行屏蔽處理,如果沒有屏蔽或只屏蔽了部分,都會(huì)造成EMI的泄漏。建議屏蔽線,每1000mil,打孔接地。

規(guī)則二:高速信號(hào)的走線閉環(huán)規(guī)則

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)一種失誤,即時(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。

規(guī)則三:高速信號(hào)的走線開環(huán)規(guī)則

規(guī)則二提到高速信號(hào)的閉環(huán)會(huì)造成EMI輻射,然而開環(huán)同樣會(huì)造成EMI輻射。

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)候一旦產(chǎn)生了開環(huán)的結(jié)果,將產(chǎn)生線形天線,增加EMI的輻射強(qiáng)度。

規(guī)則四:高速信號(hào)的特性阻抗連續(xù)規(guī)則

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。也就是說,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)。

規(guī)則五:高速PCB設(shè)計(jì)的布線方向規(guī)則

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。

簡(jiǎn)而言之,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)_。

規(guī)則六:高速PCB設(shè)計(jì)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)則

在高速PCB設(shè)計(jì)中,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),直接決定著產(chǎn)品的成功還是失敗。

圖示為菊花鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu),一般用于幾Mhz的情況下為益。高速PCB設(shè)計(jì)中建議使用后端的星形對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

規(guī)則七:走線長(zhǎng)度的諧振規(guī)則

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。

規(guī)則八:回流路徑規(guī)則

所有的高速信號(hào)必須有良好的回流路徑。盡可能地保證時(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。

規(guī)則九:器件的退耦電容擺放規(guī)則

退耦電容的擺放的位置非常的重要。擺放不合理根本起不到退耦的效果。其原則是: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。

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