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)。 PCB四层板的叠层?欢迎来电咨询。软硬结合板
PCB多层板LAYOUT设计规范之二十六-器件选型:
232.电容器尽量选择贴片电容,引线电感小。
233.稳定电源的供电旁路电容,选择电解电容
234.交流耦合及电荷存储用电容器选择聚四氟乙烯电容器或其它聚脂型(聚丙烯、聚苯乙烯等)电容器。
235.高频电路退耦用单片陶瓷电容器
236.电容选择的标准是:尽可能低的ESR电容;尽可能高的电容的谐振频率值;
237.铝电解电容器应当避免在下述情况下使用:a、高温(温度超过最高使用温度)b、过流(电流超过额定纹波电流),施加纹波电流超过额定值後,会导致电容器体过热,容量下降,寿命缩短。c、过压(电压超过额定电压),当电容器上所施加电压高於额定工作电压时,电容器的漏电流将上升,其电氧物性将在短期内劣化直至损坏。d、施加反向电压或交流电压,当值流铝电解电容器按反极性接入电路时,电容器会导致电子线路短路,由此产生的电流会引致电容器损坏。若电路中有可能在负引线施加正极电压,请选无极性产品。e、使用於反复多次急剧充放电的电路中,当常规电容器被用作快速充电用途。其使用寿命可能会因为容量下降,温度急剧上升等而缩减。
238.只有在屏蔽机箱上才有必要使用滤波连接器 fpc软线路板电路板(PCB)设计规范。
PCB多层板LAYOUT设计规范之十九:
159.退耦、滤波电容须按照高频等效电路图来分析其作用。
160.各功能单板电源引进处要采用合适的滤波电路,尽可能同时滤除差模噪声和共模噪声,噪声泄放地与工作地特别是信号地要分开,可考虑使用保护地;集成电路的电源输入端要布置去耦电容,以提高抗干扰能力
161.明确各单板比较高工作频率,对工作频率在160MHz(或200 MHz)以上的器件或部件采取必要的屏蔽措施,以降低其辐射干扰水平和提高抗辐射干扰的能力
162.如有可能在控制线(于印刷板上)的入口处加接R-C去耦,以便消除传输中可能出现的干扰因素。163.用R-S触发器做按钮与电子线路之间配合的缓冲164.在次级整流回路中使用快恢复二极管或在二极管上并联聚酯薄膜电容器165.对晶体管开关波形进行“修整”166.降低敏感线路的输入阻抗
167.如有可能在敏感电路采用平衡线路作输入,利用平衡线路固有的共模抑制能力克服干扰源对敏感线路的干扰168.将负载直接接地的方式是不合适
169电路设计注意在IC近端的电源和地之间加旁路去耦电容(一般为104)
PCB六层板的叠层
对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计,推荐叠层方式:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;对于这种方案,这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都可较好控制,且两个地层都是能良好的吸收磁力线。并且在电源、地层完整的情况下能为每个信号层都提供较好的回流路径。
2.GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;对于这种方案,该种方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且这样顶层和底层的地平面比较完整,能作为一个较好的屏蔽层来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层,因为底层的平面会更完整。因此,EMI性能要比第一种方案好。
小结:对于六层板的方案,电源层与地层之间的间距应尽量减小,以获得好的电源、地耦合。但62mil的板厚,层间距虽然得到减小,还是不容易把主电源与地层之间的间距控制得很小。对比第一种方案与第二种方案,第二种方案成本要**增加。因此,我们叠层时通常选择第一种方案。设计时,遵循20H规则和镜像层规则设计。 PCB多层板层压工艺?欢迎来电咨询。
PCB多层板LAYOUT设计规范之十九:
170.如有可能,敏感电路采用平衡线路作输入,平衡线路不接地
171.继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。*加 续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可 动作更多的次数
172.在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K 到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响
173.给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短
174.电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的 影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电 容的等效串联电阻,会影响滤波效果
175.可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能 会把可控硅击穿的)
176.许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路 或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容 组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠
177.如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之 间应加隔离(增加π形滤波电路)。 控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之 间应加隔离(增加π形滤波电路)。 一文通关!PCB多层板层压工艺。高精度fpc
PCB设计规范之线缆与接插件262.PCB布线与布局隔离准则。软硬结合板
PCB多层板设计规范之系统
259系统多个设备相连为电气系统时,为消除地环路电源引起的干扰,采用隔离变压器、中和变压器、光电耦合器和差动放大器共模输入等措施来隔离。
260系统识别***件和干扰电路:在启停或运行状态下,电压变化率dV/dt、电流变化率di/dt较大的器件或电路,为***件或干扰电路。
261系统在薄膜键盘电路和与其相对的邻近电路之间放置一个接地的导电层。
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