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高速PCB设计解决EMI问题的九大规则

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发表于 2018-12-14 09:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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高速PCB设计解决EMI问题的九大规则
3 _$ e+ q( f2 c6 {3 i% n

8 ]+ N5 B, B: w6 s8 E       本文是楼主以前在别人的空间看到的 拿出来分享给大家 希望能帮助大家   : s9 p) j5 ~, ?. k- y. Y$ s: Q; h7 ^/ S
. q; l" B$ |6 {

  s) K+ s! E7 R. l& f, L0 o) P- w  a       随着信号上升沿时间的减小及信号频率的提高,电子产品的EMI问题越来越受到电子工程师的关注,几乎60%的EMI问题都可以通过高速PCB来解决。以下是九大规则: 4 y9 Z* ^6 o, r" v' l

, C6 |. l+ g1 ?- E0 s" ?5 y5 t高速PCB设计解决EMI问题的九大规则
, c' {3 M. X  [. `9 w$ l" Y" L$ q
  规则一:高速信号走线屏蔽规则 / T4 I9 n! Y/ x, \: Y' |" C
4 f( ~  c- Z& Z" {% m7 L3 \
    在高速的PCB设计中,时钟等关键的高速信号线,走线需要进行屏蔽处理,如果没有屏蔽或只屏蔽了部分,都会造成EMI的泄漏。建议屏蔽线,每1000mil,打孔接地。 , `5 f( D2 J" T; N
' w/ a1 T9 W" O( s
  规则二:高速信号的走线闭环规则 0 o/ E: c! S; B/ k0 m5 m- x, E% h9 t" |
9 L6 }  o! T; o! q) `8 L! o+ _
    由于PCB板的密度越来越高,很多PCB制造 LAYOUT工程师在走线的过程中,很容易出现一种失误,即时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果,这样的闭环结果将产生环形天线,增加EMI的辐射强度。
/ b( G+ p1 q; x' T8 _, r# ~7 O8 _' o( r2 h5 i
  规则三:高速信号的走线开环规则 9 P  X. E: g/ E2 c" C7 e5 D
$ u( a5 A3 @+ {" [' [( _
    规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射,然而开环同样会造成EMI辐射。
( T5 s0 }1 E" G( `$ n- p. W1 x" K) d& n8 L
  时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候一旦产生了开环的结果,将产生线形天线,增加EMI的辐射强度。 * _3 E# J& R7 @2 W) D) @

: `9 J3 U) h* C7 T2 {6 `! j0 r  规则四:高速信号的特性阻抗连续规则
( K1 ^8 g) N& }4 U3 n
3 s9 K7 Z5 k, ]7 \    高速信号,在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续,否则会增加EMI的辐射。也就是说,同层的布线的宽度必须连续,不同层的走线阻抗必须连续。
+ n- w' ~( J$ Q" a& p* `; F
4 W- E5 g8 r2 A1 M    规则五:高速PCB设计的布线方向规则 3 D. z2 p8 z- x* O& e

3 U/ G7 c& J) Z# v! J    相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则,否则会造成线间的串扰,增加EMI辐射。   ]/ u! e) |0 }- |
2 E# d: t. U6 H9 L1 h8 @' p* m
  简而言之,相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向,垂直的布线可以抑制线间的串扰。 & K! b2 @3 I- T& M# o4 T

5 p; e& o# h$ y: r: \  Z. c  规则六:高速PCB设计中的拓扑结构规则
) ?! ^) N  {" S: U
8 O/ _4 C* z4 Y$ L5 A( `) R0 u    在高速PCB设计中,线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计,直接决定着产品的成功还是失败。
# g! e( [7 J7 m. D3 I
* V" k5 E8 i* K3 X  d7 o     菊花链式拓扑结构,一般用于几Mhz的情况下为益。高速PCB设计中建议使用后端的星形对称结构。 1 r- e- E7 A3 f& q$ E. G! N

% ^+ [6 q' p) d3 u: k+ G  规则七:走线长度的谐振规则 $ X4 G7 d2 d) X# g" h) k1 C
4 V! a2 T  }& ^4 Z
    检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振,即当布线长度为信号波长1/4的时候的整数倍时,此布线将产生谐振,而谐振就会辐射电磁波,产生干扰。 5 p4 K9 X& x- h/ P* _3 P

! |& ]1 F% t4 h) x$ O# r  规则八:回流路径规则
# R* A; w$ t; m  S1 Q! Y4 U2 \; i! ?8 G" u: W" ?, D
    所有的高速信号必须有良好的回流路径。尽可能地保证时钟等高速信号的回流路径最小。否则会极大的增加辐射,并且辐射的大小和信号路径和回流路径所包围的面积成正比。
0 e8 p3 l) O8 U
* R+ E' _" @3 Z) e. F- k. ~" {  规则九:器件的退耦电容摆放规则
! o. {6 I1 C- C# w  B9 x9 w2 u2 D6 f9 y5 h0 m8 F4 a
    退耦电容的摆放的位置非常的重要。摆放不合理根本起不到退耦的效果。其原则是:靠近电源的管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积最小。
4 T( g- P1 Y) \, p# \$ }# G8 \+ C  z
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