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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
% k  R3 @" D0 u
* P8 R7 F5 s4 Q
       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   9 @4 c) F% Y4 n
  Q! v# U- y3 |2 W

- I2 @: Y7 U% T       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: - D2 `. u, f. k

/ L4 c& w' s2 _. o4 w+ V1 X4 e" r( z高速PCB设计解决EMI问题的九大规则
4 O) {8 g6 }' E' @' C/ I8 a; O. h; t! ]' [( @. Y8 w
  规则一:高速信号走线屏蔽规则 ( d- Q' X- F* v5 n/ m( o

1 {$ A6 o( z: i0 t7 D0 ]    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。
# K) I( J4 `: S, e2 f$ O& D1 S: a- W( e+ ?
  规则二:高速信号的走线闭环规则 5 ]9 p$ P* q( |. |; P& j  X# T
: Q: d+ o3 E, A- |
    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。 , f% {$ X! d8 w2 e

0 A4 W" c" z" z3 X! q( ]& Z  规则三:高速信号的走线开环规则
0 }" q, v* ]  P; x; i  ^/ @0 D; K, @+ H$ N( ~6 c, y# [7 }( l/ J
    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。 % D3 F- a" `' N$ M

" g0 k2 J  D' @' e) t5 D. t  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。
, C/ n; h8 ^8 j* e+ D6 S7 \) m" j0 E% o
  规则四:高速信号的特性阻抗连续规则; T+ k6 g# Z0 s7 _. Y% [
5 c6 C* S  w; X  P/ x$ {  {
    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。 5 E- a) g' }  R4 }% C5 H6 A
- H. k. F( [+ g* I6 v( |
    规则五:高速PCB设计的布线方向规则
" i* [/ ^* }- q- \& s) ~3 A1 a, J
$ k) y, e! I; y6 I& q# q" X    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。 % d# R9 K5 l5 y
4 f) L3 N+ i# G4 w& Z7 o8 b
  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。
0 v% v0 o$ ?& Z3 u- ^7 V5 o* B- O
! H) D( s' L; [( t  规则六:高速PCB设计中的拓扑结构规则
3 c' Y4 U" F. {3 X. |& l* C: q6 J0 F& a% V
    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。
  q9 a. x. X+ h$ L0 h% o3 A
* N' A3 ~2 r! {4 c     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。 5 H) Z  y7 m; F7 D* D7 m
: N0 U% W9 H1 x+ T0 w' P
  规则七:走线长度的谐振规则 7 \! A0 ~' T% @; z3 B7 Q! q) \

6 \4 r! I& E" v6 w" q    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。 ( y/ F: q0 j5 p  _, p- u

+ C6 o0 y  F( s3 I  规则八:回流路径规则
9 W! H( L/ G3 F9 z) L% {1 j( T% X+ h( S$ `, s, M
    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。 & H5 F: S2 w9 a+ d

* b. H7 K) l- Q; ^' _% H9 [  规则九:器件的退耦电容摆放规则
* f2 x/ `0 i  R6 n& x2 R
6 B& m  _9 d1 w% a) }) f    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。! M) L$ ]! w: a: p3 f4 _. L
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