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入門(mén):淺談PCB板電磁兼容的重要性

2023-02-27
來(lái)源:瑞德科諾
關(guān)鍵詞: EMC 電磁兼容 PCB

  --------- PCB電磁兼容的重要性 ---------

  產(chǎn)品滿足電磁兼容(EMC)要求,,PCB設(shè)計(jì)應(yīng)遵循哪些規(guī)范,?

  在做產(chǎn)品的過(guò)程中可能都遇到過(guò)這樣的事情,,明明用的是屏蔽機(jī)箱,,為何電磁兼容實(shí)驗(yàn)卻過(guò)不了,。這又是什么原因呢,?

  很明顯產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí),,只注重機(jī)箱的EMC設(shè)計(jì),,而忽略了PCB板的EMC設(shè)計(jì),。可能大家都有接觸過(guò)一些設(shè)備,,外殼縫隙和開(kāi)孔很大,,卻通過(guò)了EMC測(cè)試,有點(diǎn)匪夷所思。由此可見(jiàn)PCB板卡的EMC設(shè)計(jì),,才是產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)的核心,。

  PCB·EMC設(shè)計(jì)是影響產(chǎn)品EMC測(cè)試中最重要的一環(huán)。

  --------- PCB板的EMC設(shè)計(jì)原則 ---------

  下面分享一些EMC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)給大家:

  產(chǎn)品電磁兼容性的設(shè)計(jì)原則,,就是一定要在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行EMC設(shè)計(jì),,否則有可能亡羊補(bǔ)牢的機(jī)會(huì)都沒(méi)有。EMC設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要一環(huán),,他可以使效率可以大幅提升,,使研發(fā)費(fèi)用最大限度節(jié)省。

  經(jīng)驗(yàn)告訴我們,,在功能設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行EMC 設(shè)計(jì),,到樣板、樣機(jī)完成則通過(guò)EMC測(cè)試,,是最省時(shí)間和最有經(jīng)濟(jì)效益的,。

  --PCB板EMC設(shè)計(jì)要點(diǎn)之一:元器件的選擇--

  (1)主要部件,,集成電路的選型應(yīng)主要考慮,,減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力,盡量選用本身發(fā)射小的芯片,,工作速率低的器件,,多地線腳的芯片(芯片實(shí)質(zhì)就是集成度較高的電路模塊,封裝時(shí)多裝地線腳,,可以減小高速差模電流環(huán)面積S,,相應(yīng)地減小芯片的發(fā)射);

 ?。?) 避免使用大功率,、高損耗器件,它們往往是大的輻射源,,保證所選器件不工作在非線性區(qū),,以免產(chǎn)生諧波分量成為干擾源。

 ?。?)電路設(shè)計(jì)除考慮減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力外,,還應(yīng)考慮電源電路防外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群,、靜電,、電壓跌落、電壓變化等,;

 ?。?)電路設(shè)計(jì)或方案應(yīng)不使數(shù)字信號(hào)波形產(chǎn)生過(guò)沖,,應(yīng)使無(wú)用的諧波振蕩幅度最小,使無(wú)用的高次諧波成分最少,,避免引發(fā)強(qiáng)烈的電磁干擾,;

  (5)對(duì)集總參數(shù)電路,,增加阻尼,、減小Q值,防止振蕩,。

  --PCB板EMC設(shè)計(jì)要點(diǎn)之二:布線的設(shè)計(jì)--

 ?。?)盡量減小所有的高速信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)線構(gòu)成的環(huán)路面積,,連接線要盡可能短,,并使信號(hào)線緊鄰地回路;

 ?。?)使用小型化器件和多層線路板,,多層印制板可緊縮布線空間,高頻特性好,,容易實(shí)現(xiàn)EMC,;

  (3)印制板層數(shù)選擇考慮關(guān)鍵信號(hào)的屏蔽和隔離要求,,先確定所需信號(hào)層數(shù),,然后考慮成本的前提下,增加地平面和電源層是PCB EMC設(shè)計(jì)最好的措施之一,;

 ?。?)印制板分層原理與布置印刷電路、布置排線的原理一樣,,元件面下面為地平面,,關(guān)鍵電源平面與其對(duì)應(yīng)的地平面相鄰,相鄰層的關(guān)鍵信號(hào)不跨區(qū),,所有的信號(hào)層特別是高速信號(hào),、時(shí)鐘信號(hào)與地平面相鄰,盡量避免兩信號(hào)層相鄰,;

 ?。?)個(gè)別電源層、地層不能作為一個(gè)連續(xù)的平面時(shí),,采用多網(wǎng)孔連接形成地格蜂窩網(wǎng),,有效減小電流環(huán)路面積,減小公共阻抗R,,加大信號(hào)與地層分布電容,;

 ?。?)線路板布線設(shè)計(jì)時(shí)順序考慮:電源和地/時(shí)鐘線/信號(hào)線,布線應(yīng)該短,、直,、粗、勻,,不要直角和突變,, 應(yīng)有“之”字形,用圓角代替尖銳走線,,盡可能加寬電源和地的布線,,電源和地層的分割,盡量符合微帶線和帶狀線要求,;

 ?。?)走線盡可能遠(yuǎn)離騷擾源,布線考慮鐵氧體材料的使用,,預(yù)留磁珠和貼片濾波器的位置,,以備按需加減。

  --PCB板EMC要點(diǎn)之三:接地設(shè)計(jì)--

 ?。?)高速信號(hào)線路及內(nèi)部線纜的EMC設(shè)計(jì),;PCB的EMC設(shè)計(jì)中也提到供電與接地、高速信號(hào)線路的EMC設(shè)計(jì),,

 ?。?)芯片間使用低阻抗地連接(地平面),不同芯片供電腳間阻抗盡量小,,芯片供電腳(意思是離芯片供電 腳很近的供電線上)與地間接高頻旁路電容,,供電布線預(yù)留磁珠和貼片濾波器的位置,以備按需加減,;

 ?。?)布線、I/O排線的核心原則就是減小電流環(huán)面積S,布置排線的原理與印制板分層原理一樣,,關(guān)鍵電源線與其對(duì)應(yīng)的地線相鄰,,所有的信號(hào)層特別是高速信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)線與地線相鄰,,盡量避免兩信號(hào)線相鄰,;

  (4)為避免接地線長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)(接近λ/4),,可采用多點(diǎn)就近接地,,接地線高頻阻抗要小,;

 ?。?)減小電纜的天線效應(yīng)及減小偶極子天線效應(yīng),,跨線、I/O排線采用屏蔽性能好的線纜,,內(nèi)導(dǎo)線采用多股雙絞線,,使空間場(chǎng)互抵,屏蔽層可作為回線,;

 ?。?)機(jī)內(nèi)采用屏蔽線防止感應(yīng)噪聲;

 ?。?)波器的輸入輸出線應(yīng)拉開(kāi)距離,,忌并行走線,以免影響濾波效果,;

 ?。?)I/O接口注意高速電路阻抗匹配,減小,、消除反射,;



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