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深圳pcb抄板电磁兼容的PCB设计

 

    图2给出了用分割技术将4个不同类型的电路分割开的例子。在地线面,非金属的沟用来隔离四个地线面。L和C作为板子上的每一部分的过滤器。减少不同电路电源面间的耦合。高速数字电路由于其更高的瞬时功率需量而要求放在电源入口处。接口电路可能会需要静电释放(ESD)和暂态抑制的器件或电路。对于L和C来说,最好使用不同值的L和C,而不是用一个大的L和C,因为这样它便可以为不同的电路提供不同的滤波特性。
    2.3 局部电源和IC间的去耦
    局部去耦能够减少沿着电源干线的噪声传播。连接着电源输入口与PCB之间的大容量旁路电容起着一个低频脉动滤波器的作用,同时作为一个电势贮存器以满足突发的功率需求。此外,在每个IC的电源和地之间都应当有去耦电容。这些去耦电容应该尽可能的接近引脚。这将有助于滤除IC的开关噪声。
    2.4 接地技术
    接地技术既应用于多层PCB,也应用于单层PCB。接地技术的目标是最小化接地阻抗,以此减少从电路返回到电源之间的接地回路的电势。
    (1)单层PCB的接地线
    在单层(单面)PCB中,接地线的宽度应尽可能的宽,且至少应为1.5 mm(60 mil)。由于在单层PCB上无法实现星形布线,因此跳线和地线宽度的改变应当保持为最低,否则将引起线路阻抗与电感的变化。
    (2)双层PCB的接地线
    在双层(双面)PCB中,对于数字电路优先使用地格栅/点阵布线,这种布线方式可以减少接地阻抗,接地回路和信号环路。像在单层PCB中,地线和电源线的宽度最少应为1.5 mm。另外的一种布局是将接地层放在一边,信号和电源线放于另一边。在这种布置方式中将进一步减少接地回路和阻抗,去耦电容可以放置在距离IC供电线和接地层之间尽可能近的地方。
    电磁兼容(Electro—Magnetic Compatibility,简称EMC)是一门新兴综合性学科,它主要研究电磁干扰和抗干扰问题。电磁兼容性是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下,不因电磁干扰而降低性能指标,pcb抄板同时它们本身产生的电磁辐射不大于限定的极限电平,不影响其它系统的正常运行,并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠工作的目的。电磁干扰(EMI)产生是由于电磁干扰源通过耦合路径将能量传递给敏感系统造成的,它包括由导线和公共地线的传导、通过空间辐射或近场耦合3种基本形式。实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响,所以保证印制电路板电磁兼容性是整个系统设计的关键。
    1.1 电磁干扰(EMI)
    当一个EMI问题产生时,需要用3个元素来描述:干扰源、传播路径和接受者。如图1所示:
    因此我们要减小电磁干扰,就要在这三个元素上去想办法。下面我们主要讨论印制电路板的布线技术。
    2 印制电路板的布线技术
    良好的印制电路板(PCB)布线在电磁兼容性中是一个非常重要的因素。
    2.1 PCB基本特性
    一个PCB的构成是在垂直叠层上使用了一系列的层压、走线和预浸处理。在多层PCB中,设计者为了方便调试,会把信号线布在最外层。
    PCB上的布线是有阻抗、电容和电感特性的。
    阻抗:布线的阻抗是由铜和横切面面积的重量决定的。例如,l盎司铜则有O.49 mΩ/单位面积的阻抗。电容:布线的电容是由绝缘体(EoEr)、电流到达的范围(A)以及走线间距(h)决定的。用等式表达为C=EoErA/h,Eo是自由空间的介电常数(8.854 pF/m),Er是PCB基体的相关介电常数(在FR4碾压中为4.7)。
    电感:布线的电感平均分布在布线中,大约为1 nH/m。
    对于1盎司铜线来说,在O.25 mm(10mil)厚的FR4碾压情况下,位于地线层上方的0.5 mm(20 mil)宽,20 mm(800 mil)长的线能产生9.8 m∧的阻抗,20 nH的电感以及与地之间1.66 pF的耦合电容。将上述值与元器件的寄生效应相比,这些都是可以忽略不计的,但所有布线的总和可能会超出寄生效应。因此,设计者必须将这一点考虑进去