推薦閱讀:
你的位置:首頁(yè) > EMC安規(guī) > 正文
如何從PCB層和電路上開(kāi)始解決EMC設(shè)計(jì)問(wèn)題?
發(fā)布時(shí)間:2018-04-16 來(lái)源:韜略科技EMC 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】在PCB的EMC設(shè)計(jì)考慮中,首先涉及的便是層的設(shè)置; 單板的層數(shù)由電源、地的層數(shù)和信號(hào)層數(shù)組成;在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)中,除了元器件的選擇和電路設(shè)計(jì)之外,良好的PCB設(shè)計(jì)也是一個(gè)非常重要的因素。
PCB的EMC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,是盡可能減小回流面積,讓回流路徑按照我們?cè)O(shè)計(jì)的方向流動(dòng)。而層的設(shè)計(jì)是PCB的基礎(chǔ),如何做好PCB層設(shè)計(jì)才能讓PCB的EMC效果最優(yōu)呢?
PCB層的設(shè)計(jì)思路:
PCB疊層EMC規(guī)劃與設(shè)計(jì)思路的核心就是合理規(guī)劃信號(hào)回流路徑,盡可能減小信號(hào)從單板鏡像層的回流面積,使得磁通對(duì)消或最小化。
1、單板鏡像層
鏡像層是PCB內(nèi)部臨近信號(hào)層的一層完整的敷銅平面層(電源層、接地層)。主要有以下作用:
(1)降低回流噪聲:鏡像層可以為信號(hào)層回流提供低阻抗路徑,尤其在電源分布系統(tǒng)中有大電流流動(dòng)時(shí),鏡像層的作用更加明顯。
(2)降低EMI:鏡像層的存在減少了信號(hào)和回流形成的閉合環(huán)的面積,降低了EMI;
(3)降低串?dāng)_:有助于控制高速數(shù)字電路中信號(hào)走線(xiàn)之間的串?dāng)_問(wèn)題,改變信號(hào)線(xiàn)距鏡像層的高度,就可以控制信號(hào)線(xiàn)間串?dāng)_,高度越小,串?dāng)_越?。?/div>
(4)阻抗控制,防止信號(hào)反射。
2、鏡像層的選擇
(1)電源、地平面都能用作參考平面,且對(duì)內(nèi)部走線(xiàn)有一定的屏蔽作用;
(2)相對(duì)而言,電源平面具有較高的特性阻抗,與參考電平存在較大的電勢(shì)差,同時(shí)電源平面上的高頻干擾相對(duì)比較大;
(3)從屏蔽的角度,地平面一般均作了接地的處理,并作為基準(zhǔn)電平參考點(diǎn),其屏蔽效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于電源平面;
(4)選擇參考平面時(shí),應(yīng)優(yōu)選地平面,次選電源平面。
磁通對(duì)消原理:
根據(jù)麥克斯韋方程,分立的帶電體或電流,它們之間的一切電的及磁的作用都是通過(guò)它們之間的中間區(qū)域傳遞的,不論中間區(qū)域是真空還是實(shí)體物質(zhì)。在PCB中磁通總是在傳輸線(xiàn)中傳播的,如果射頻回流路徑平行靠近其相應(yīng)的信號(hào)路徑,則回流路徑上的磁通與信號(hào)路徑上的磁通是方向相反的,這時(shí)它們相互疊加,則得到了通量對(duì)消的效果。
磁通對(duì)消的本質(zhì)就是信號(hào)回流路徑的控制,具體示意圖如下:
如何用右手定則來(lái)解釋信號(hào)層與地層相鄰時(shí)磁通對(duì)消效果,解釋如下:
(1)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)上有電流流過(guò)時(shí),導(dǎo)線(xiàn)周?chē)銜?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向以右手定則來(lái)確定。
(2)當(dāng)有兩條彼此靠近且平行的導(dǎo)線(xiàn),如下圖所示,其中一個(gè)導(dǎo)體的電流向外流出,另一個(gè)導(dǎo)體的電流向內(nèi)流入,如果流過(guò)這兩根導(dǎo)線(xiàn)的電流分別是信號(hào)電流和它的回流電流,那么這兩個(gè)電流是大小相等方向相反的,所以它們的磁場(chǎng)也是大小相等,而方向是相反的,因此能相互抵消。
六層板設(shè)計(jì)實(shí)例
1、對(duì)于六層板,優(yōu)先考慮方案3;
分析:
(1)由于信號(hào)層與回流參考平面相鄰,S1、S2、S3相鄰地平面,有最佳的磁通抵消效果,優(yōu)選布線(xiàn)層S2,其次S3、S1。
(2)電源平面與GND平面相鄰,平面間距離很小,有最佳的磁通抵消效果和低的電源平面阻抗。
(3)主電源及其對(duì)應(yīng)的地布在4、5層,層厚設(shè)置時(shí),增大S2-P之間的間距,縮小P-G2之間的間(相應(yīng)縮小G1-S2層之間的間距),以減小電源平面的阻抗,減少電源對(duì)S2的影響。
2、在成本要求較高的時(shí)候,可采用方案1;
分析:
(1)此種結(jié)構(gòu),由于信號(hào)層與回流參考平面相鄰,S1和S2緊鄰地平面,有最佳的磁通抵消效果;
(2)電源平面由于要經(jīng)過(guò)S3和S2到GND平面,差的磁通抵消效果和高的電源平面阻抗;
(3)優(yōu)選布線(xiàn)層S1、S2,其次S3、S4。
3、對(duì)于六層板,備選方案4
分析:
對(duì)于局部、少量信號(hào)要求較高的場(chǎng)合,方案4比方案3更適合,它能提供極佳的布線(xiàn)層S2。
4、最差EMC效果,方案2
分析:
此種結(jié)構(gòu),S1和S2相鄰,S3與S4相鄰,同時(shí)S3與S4不與地平面相鄰,磁通抵消效果差。
總結(jié)
PCB層設(shè)計(jì)具體原則:
(1)元件面、焊接面下面為完整的地平面(屏蔽);
(2)盡量避免兩信號(hào)層直接相鄰;
(3)所有信號(hào)層盡可能與地平面相鄰;
(4)高頻、高速、時(shí)鐘等關(guān)鍵信號(hào)布線(xiàn)層要有一相鄰地平面。
希望通過(guò)此文的簡(jiǎn)單介紹,能幫助大家加深對(duì)PCB層設(shè)計(jì)的理解,提前做好PCB的優(yōu)化設(shè)計(jì),一勞永逸。
推薦閱讀:
推薦閱讀:
特別推薦
- 增強(qiáng)視覺(jué)傳感器功能:3D圖像拼接算法幫助擴(kuò)大視場(chǎng)
- PNP 晶體管:特性和應(yīng)用
- 使用IO-Link收發(fā)器管理數(shù)據(jù)鏈路如何簡(jiǎn)化微控制器選擇
- 用好 DMA控制器這兩種模式 MCU效率大大提高!
- 深入分析帶耦合電感多相降壓轉(zhuǎn)換器的電壓紋波問(wèn)題
- Honda(本田)與瑞薩簽署協(xié)議,共同開(kāi)發(fā)用于軟件定義汽車(chē)的高性能SoC
- 第13講:超小型全SiC DIPIPM
技術(shù)文章更多>>
- 解決模擬輸入IEC系統(tǒng)保護(hù)問(wèn)題
- 當(dāng)過(guò)壓持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí),使用開(kāi)關(guān)浪涌抑制器
- 用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)傳感器
- 解鎖多行業(yè)解決方案——AHTE 2025觀(guān)眾預(yù)登記開(kāi)啟!
- 汽車(chē)智造全“新”體驗(yàn)——AMTS 2025觀(guān)眾預(yù)登記開(kāi)啟!
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索
精密電阻
精密工具
景佑能源
聚合物電容
君耀電子
開(kāi)發(fā)工具
開(kāi)關(guān)
開(kāi)關(guān)電源
開(kāi)關(guān)電源電路
開(kāi)關(guān)二極管
開(kāi)關(guān)三極管
科通
可變電容
可調(diào)電感
可控硅
空心線(xiàn)圈
控制變壓器
控制模塊
藍(lán)牙
藍(lán)牙4.0
藍(lán)牙模塊
浪涌保護(hù)器
雷度電子
鋰電池
利爾達(dá)
連接器
流量單位
漏電保護(hù)器
濾波電感
濾波器
友情鏈接(QQ:317243736)
我愛(ài)方案網(wǎng) ICGOO元器件商城 創(chuàng)芯在線(xiàn)檢測(cè) 芯片查詢(xún) 天天IC網(wǎng) 電子產(chǎn)品世界 無(wú)線(xiàn)通信模塊 控制工程網(wǎng) 電子開(kāi)發(fā)網(wǎng) 電子技術(shù)應(yīng)用 與非網(wǎng) 世紀(jì)電源網(wǎng) 21ic電子技術(shù)資料下載 電源網(wǎng) 電子發(fā)燒友網(wǎng) 中電網(wǎng) 中國(guó)工業(yè)電器網(wǎng) 連接器 礦山設(shè)備網(wǎng) 工博士 智慧農(nóng)業(yè) 工業(yè)路由器 天工網(wǎng) 乾坤芯 電子元器件采購(gòu)網(wǎng) 亞馬遜KOL 聚合物鋰電池 工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備 企業(yè)查詢(xún) 工業(yè)路由器 元器件商城 連接器 USB中文網(wǎng) 今日招標(biāo)網(wǎng) 塑料機(jī)械網(wǎng) 農(nóng)業(yè)機(jī)械 中國(guó)IT產(chǎn)經(jīng)新聞網(wǎng) 高低溫試驗(yàn)箱
?
關(guān)閉
?
關(guān)閉