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数字电路PCB的EMI控制技术分析

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    慵懒
    2020-9-2 15:07
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    [LV.2]偶尔看看I

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    发表于 2021-3-2 10:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    本帖最后由 Zjianeng 于 2021-3-2 10:11 编辑 % t! w" ]. ^: J; a; M4 }( q: L% V

    5 ~: T/ N' y% i1 I$ k9 `) S在处理各种形式的EMI时,必须具体问题具体分析。在数字电路的PCB设计中,可以从下列几个方面进行EMI控制。
    . O: M7 l1 ~0 w! M3 n( b9 [  1.器件选型
    ' }: e/ q1 o( b7 q  在进行EMI设计时,首先要考虑选用器件的速率。任何电路,如果把上升时间为5ns的器件换成上升时间为2.5ns的器件,EMI会提高约4倍。EMI的辐射强度与频率的平方成正比,最高EMI频率(fknee)也称为EMI发射带宽,它是信号上升时间而不是信号频率的函数:fknee =0.35/Tr (其中Tr为器件的信号上升时间)
    8 f9 }' g: {8 Z1 ^6 V# `  这种辐射型EMI的频率范围为30MHz到几个GHz,在这个频段上,波长很短,电路板上即使非常短的布线也可能成为发射天线。当EMI较高时,电路容易丧失正常的功能。因此,在器件选型上,在保证电路性能要求的前提下,应尽量使用低速芯片,采用合适的驱动/接收电路。另外,由于器件的引线管脚都具有寄生电感和寄生电容,因此在高速设计中,器件封装形式对信号的影响也是不可忽视的,因为它也是产生EMI辐射的重要因素。一般地,贴片器件的寄生参数小于插装器件,BGA封装的寄生参数小于QFP封装。# o/ K' _7 w1 n* z
      2.连接器的选择与信号端子定义3 ]6 S" H2 {& q" `
      连接器是高速信号传输的关键环节,也是易产生EMI的薄弱环节。在连接器的端子设计上可多安排地针,减小信号与地的间距,减小连接器中产生辐射的有效信号环路面积,提供低阻抗回流通路。必要时,要考虑将一些关键信号用地针隔离。
    + c0 P7 H4 b* M( L  J2 P  3.叠层设计
    . R- n5 w$ x9 Z: M  在成本许可的前提下,增加地线层数量,将信号层紧邻地平面层可以减少EMI辐射。对于高速PCB,电源层和地线层紧邻耦合,可降低电源阻抗,从而降低EMI。. t( ~' n6 D( |. M) J: K" g) M
      4.布局
    0 ^3 t+ d& W8 i  I3 q5 j  根据信号电流流向,进行合理的布局,可减小信号间的干扰。合理布局是控制EMI的关键。布局的基本原则是:
    # a  W; o5 B$ {. I! \4 }, l  模拟信号易受数字信号的干扰,模拟电路应与数字电路隔开;
    - N- h  U$ N" B+ x5 O  时钟线是主要的干扰和辐射源,要远离敏感电路,并使时钟走线最短;
    : H: M+ M, e3 y- b  大电流、大功耗电路尽量避免布置在板中心区域,同时应考虑散热和辐射的影响;
    6 [: ]4 Y" F  c  连接器尽量安排在板的一边,并远离高频电路;
    ; o4 G5 u, _$ I2 B+ Q3 `: m  输入/输出电路靠近相应连接器,去耦电容靠近相应电源管脚;
    5 O  [; _+ H$ ]# j2 c7 p* A  充分考虑布局对电源分割的可行性,多电源器件要跨在电源分割区域边界布放,以有效降低平面分割对EMI的影响;1 C3 G, _3 T4 c
      回流平面(路径)不分割。' t9 U+ f" o  L7 v
    + N( F+ z% U4 `* p, q6 I
  • TA的每日心情
    开心
    2020-8-28 15:14
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    [LV.1]初来乍到

    2#
    发表于 2021-3-2 10:58 | 只看该作者
    大电流、大功耗电路尽量避免布置在板中心区域
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