高频高速PCB设计中如何尽可能的达到EMC要求,又不致造成太大的成本压力?
PCB板上会因EMC而增加的成本通常是因增加地层数目以增强屏蔽效应及增加了ferritebead、choke等抑制高频谐波器件的缘故。
除此之外,通常还是需搭配其它机构上的屏蔽结构才能使整个系统通过EMC的要求。
以下就PCB板的设计技巧提供几个降低电路产生的电磁辐射效应。
尽可能选用信号斜率(slewrate)较慢的器件,以降低信号所产生的高频成分。
注意高频器件摆放的位置,不要太靠近对外的连接器。
注意高速信号的阻抗匹配,走线层及其回流电流路径(returncurrentpath),以减少高频的反射与辐射。
在各器件的电源管脚放置足够与适当的去耦合电容以缓和电源层和地层上的噪声。特别注意电容的频率响应与温度的特性是否符合设计所需。
对外的连接器附近的地可与地层做适当分割,并将连接器的地就近接到chassisground。
可适当运用groundguard/shunttraces在一些特别高速的信号旁。但要注意guard/shunttraces对走线特性阻抗的影响。
电源层比地层内缩20H,H为电源层与地层之间的距离。 PCB八层板的叠层?欢迎查看详情。pcb打样板
PCB多层板LAYOUT设计规范之十二:
89.参考点一般应设置在左边和底边的边框线的交点(或延长线的交点)上或印制板的插件上的***个焊盘。
90.布局推荐使用25mil网格
91.总的连线尽可能的短,关键信号线**短
92.同类型的元件应该在X或Y方向上一致。同一类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上一致,以便于生产和调试;
93.元件的放置要便于调试和维修,大元件边上不能放置小元件,需要调试的元件周围应有足够的空间。发热元件应有足够的空间以利于散热。热敏元件应远离发热元件。
94.双列直插元件相互的距离要>2mm。BGA与相临器件距离>5mm。阻容等贴片小元件相互距离>0.7mm。贴片元件焊盘外侧与相临插装元件焊盘外侧要>2mm。压接元件周围5mm内不可以放置插装元器件。焊接面周围5mm内不可以放置贴装元件。
95.集成电路的去耦电容应尽量靠近芯片的电源脚,高频**靠近为原则。使之与电源和地之间形成回路**短。
96.旁路电容应均匀分布在集成电路周围。
97.元件布局时,使用同一种电源的元件应考虑尽量放在一起,以便于将来的电源分割。 fpc 厂家PCB多层板为什么不是奇数层而都是偶数层?
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)。 公司由多名电路板行业的**级人士创建,是国内专业高效的PCB/FPC快件服务商之一。
PCB板层布局与EMC
✪关键电源平面与其对应的地平面相邻电源、地平面存在自身的特性阻抗,电源平面的阻抗比地平面阻抗高,将电源平面与地平面相邻可形成耦合电容,并与PCB板上的去耦电容一起降低电源平面的阻抗,同时获得较宽的滤波效果。通过研究发现,门的反转能量首先由电源与地平面之间的电容来提供,其次才由去耦电容决定。
✪参考面的选择应推荐地平面电源、地平面均能用作参考平面,且有一定的屏蔽作用。但相对而言,电源平面具有较高的特性阻抗,与参考电平存在较大的电位差。从屏蔽角度考虑,地平面一般均作接地处理,并作为基准电平参考点,其屏蔽效果远远优于电源平面。
✪相邻层的关键信号不跨分割区这样将形成较大的信号环路,产生强的辐射和敏感度问题。
✪元件面下面有相对完整的地平面对多层板必须尽可能保持地平面的完整,通常不允许有信号线在地平面上走线。当走线层布线密度太大时,可考虑在电源平面的边缘走线。
✪高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面这样设计的信号线与地线间的距离*为线路板层间的距离,高频电路将选择环路面积**小的路径流动,因此实际的电流总在信号线正下方的地线流动,形成**小的信号环路面积,从而减小辐射。
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PCB多层板LAYOUT设计规范之十二:
98.用于阻抗匹配目的的阻容器件的放置,应根据其属性合理布局。
99.匹配电容电阻的布局 要分清楚其用法,对于多负载的终端匹配一定要放在信号的**远端进行匹配。
100.匹配电阻布局时候要靠近该信号的驱动端,距离一般不超过500mil。
101.调整字符,所有字符不可以上盘,要保证装配以后还可以清晰看到字符信息,所有字符在X或Y方向上应一致。字符、丝印大小要统一。
102.关键信号线优先:电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线;
103.环路**小规则:即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。在双层板设计中,在为电源留下足够空间的情况下,应该将留下的部分用参考地填充,且增加一些必要的过孔,将双面信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离,对一些频率较高的设计,需特别考虑其他平面信号回路问题,建议采用多层板为宜。
104.接地引线**短准则:尽量缩短并加粗接地引线(尤其高频电路)。对于在不同电平上工作的电路,不可用长的公共接地线。
105.内部电路如果要与金属外壳相连时,要用单点接地,防止放电电流流过内部电路 pcb打样板
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