在高速PCB设计时,设计者应该从那些方面去考虑EMC、EMI的规则呢?
一般EMI/EMC设计时需要同时考虑辐射(radiated)与传导(conducted)两个方面。前者归属于频率较高的部分(>30MHz)后者则是较低频的部分(<30MHz)。所以不能只注意高频而忽略低频的部分。
一个好的EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置,PCB叠层的安排,重要联机的走法,器件的选择等,如果这些没有事前有较佳的安排,事后解决则会事倍功半,增加成本。
例如时钟产生器的位置尽量不要靠近对外的连接器,高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射,器件所推的信号之斜率(slewrate)尽量小以减低高频成分,选择去耦合(decoupling/bypass)电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。
另外,注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小(也就是回路阻抗loopimpedance尽量小)以减少辐射。还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围。
适当的选择PCB与外壳的接地点(chassisground)。 公司是广东电路板行业协会会员企业,是深圳高新技术认证企业。pcb快速打样 深圳
PCB多层板LAYOUT设计规范之二十五-机壳:
214.孔径≤20mm以及槽的长度≤20mm。相同开口面积条件下,优先采取开孔而不是开槽。
215.如果可能,用几个小的开口来代替一个大的开口,开口之间的间距尽量大。
216.对接地设备,在连接器进入的地方将屏蔽层和机箱地连接在一起;对未接地(双重隔离)设备,将屏蔽材料同开关附近的电路公共地连接起来。
217.尽可能让电缆进入点靠近面板中心,而不是靠近边缘或者拐角的位置。
218.在屏蔽装置中排列的各个开槽与ESD电流流过的方向平行而不是垂直。
219.在安装孔的位置使用带金属支架的金属片来充当附加的接地点,或者用塑料支架来实现绝缘和隔离。
220.在塑料机箱上的控制面板和键盘位置处安装局部屏蔽装置来阻止ESD:
221.电源连接器和引向外部的连接器的位置,要连接到机箱地或者电路公共地。
222.在塑料中使用聚酯薄膜/铜或者聚酯薄膜/铝压板,或者使用导电涂层或导电填充物。
223.在铝板上使用薄的导电铬化镀层或者铬酸盐涂层 ,但不能采用阳极电镀。
224.在塑料中要使用导电填充材料。注意铸型部件表面通常有树脂材料,很难实现低电阻的连接。
225.在钢材料上使用薄的导电铬酸盐涂层。 电脑柔性线路板电路板(PCB)设计规范。
PCB多层板LAYOUT设计规范之十四:
114.将连接器外壳和金属开关外壳都连接到机箱地上。
115.在薄膜键盘周围放置宽的导电保护环,将环的**连接到金属机箱上,或至少在四个拐角处连接到金属机箱上。不要将该保护环与PCB地连接在一起。
116.使用多层PCB:相对于双面PCB而言,地平面和电源平面以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗(common impedance)和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100。尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。
117.对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可使用内层线。大多数的信号线以及电源和地平面都在内层上,因而类似于具备屏蔽功能的法拉第盒。
118.尽可能将所有连接器都放在电路板一侧。
119.在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上,放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。
120.PCB装配时,不要在顶层或者底层的安装孔焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。
121.在每一层的机箱地和电路地之间,要设置相同的“隔离区”;如果可能,保持间隔距离为0.64mm(0.025英寸)。
PCB多层板LAYOUT设计规范之二十八-器件选型:
247.铁氧体夹MHz频率范围的共模(CM)、差模(DM)衰减达10-20dB
248.二极管选用:肖特基二极管:用于快速瞬态信号和尖脉冲保护;齐纳二极管:用于ESD(静电放电)保护;过电压保护;低电容高数据率信号保护瞬态电压抑制二极管(TVS):ESD激发瞬时高压保护,瞬时尖脉冲消减变阻二极管:ESD保护;高压和高瞬态保护
249.集成电路:选用CMOS器件尤其是高速器件有动态功率要求,需要采取去耦措施以便满足其瞬时功率要求。高频环境中,引脚会形成电感,数值约为1nH/1mm,引脚末端也会向后呈小电容效应,大约有4pF。表贴器件有利于EMI性能,寄生电感和电容值分别为0.5nH和0.5pF。放射状引脚优于轴向平行引脚;TTL与CMOS混合电路因为开关保持时间不同,会产生时钟、有用信号和电源的谐波,因此比较好选择同系列逻辑电路。未使用的CMOS器件引脚,要通过串联电阻接地或者接电源。
250.滤波器的额定电流值取实际工作电流值的1.5倍。
251.电源滤波器的选择:依据理论计算或测试结果,电源滤波器应达到的插损值为IL,实际选型时应选择插损为IL+20dB大小的电源滤波器。 这种PCB节约成本的设计,你做过吗?
PCB多层板LAYOUT设计规范之十七:
133.各功能单板对电源的电压波动范围、纹波、噪声、负载调整率等方面的要求予以明确,二次电源经传输到达功能单板时要满足上述要求
134.将具有辐射源特征的电路装在金属屏蔽内,使其瞬变干扰**小。
135.在电缆入口处增加保护器件
136.每个IC的电源管脚要加旁路电容(一般为104)和平滑电容(10uF~100uF)到地,大面积IC每个角的电源管脚也要加旁路电容和平滑电容
137.滤波器选型的阻抗失配准则:对低阻抗噪声源,滤波器需为高阻抗(大的串联电感);对高阻抗噪声源,滤波器就需为低阻抗(大的并联电容)
138.电容器外壳、辅助引出端子与正、负极以及电路板间必须完全隔离
139.滤波连接器必须良好接地,金属壳滤波器采用面接地。
140.滤波连接器的所有针都要滤波
141.数字电路的电磁兼容设计中要考虑的是数字脉冲的上升沿和下降沿所决定的频带宽而不是数字脉冲的重复频率。方形数字信号的印制板设计带宽定为1/πtr,通常要考虑这个带宽的十倍频 .将散热器靠近机箱接缝,通风口或者安装孔的金属部件上的边和拐角要做成圆弧形状。pcb板板打印
PCB层说明:多层板和堆叠规则。pcb快速打样 深圳
PCB多层板LAYOUT设计规范之十八:
149.对于中大规模集成电路,每个电源引脚配接一个0.1uf的滤波电容。对电源引脚冗余量较大的电路也可按输出引脚的个数计算配接电容的个数,每5个输出配接一个0.1uf滤波电容。
150.对无有源器件的区域,每6cm2至少配接一个0.1uf的滤波电容
151.对于超高频电路,每个电源引脚配接一个1000pf的滤波电容。对电源引脚冗余量较大的电路也可按输出引脚的个数计算配接电容的个数,每5个输出配接一个1000pf的滤波电容
152.高频电容应尽可能靠近IC电路的电源引脚处。
153.每5只高频滤波电容至少配接一只一个0.1uf滤波电容;
154.每5只10uf至少配接两只47uf低频的滤波电容;155.每100cm2范围内,至少配接1只220uf或470uf低频滤波电容;
156.每个模块电源出口周围应至少配置2只220uf或470uf电容,如空间允许,应适当增加电容的配置数量;
157.脉冲与变压器隔离准则:脉冲网络和变压器须隔离,变压器只能与去耦脉冲网络连接,且连接线**短。
158.在开关和闭合器的开闭过程中,为防止电弧干扰,可以接入简单的RC网络、电感性网络,并在这些电路中加入一高阻、整流器或负载电阻之类,如果还不行,就将输入和载出引线进行屏蔽。此外,还可以在这些电路中接入穿心电容。 pcb快速打样 深圳
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