CB电磁兼容设计.ppt
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1、1,PCB电磁兼容设计,电磁兼容技术讲座,2,基本内容,信号的频谱分析 干扰源分析布线设计技术叠层设计技术 地线设计技术 电源完整性(PI)分析,PCB电磁兼容设计,3,信号的频谱分析,V(t),t,PCB电磁兼容设计,4,信号的频谱分析,A1=2/TA2=0.64/T fA3=0.2/T tr f2,PCB电磁兼容设计,上升(或下降)时间越短,信号所含高频分量越丰富。,5,常见逻辑器件的上升时间,PCB电磁兼容设计,举例:如 tr=10nS,则频谱带宽为BW=1/tr=32MHz,逻辑器件是一种骚扰发射较强的、最常见的宽带骚扰源,器件的翻转时间越短,对应的逻辑脉冲所占的频谱越宽。,6,I 噪
2、声干扰,PCB电磁兼容设计,7,共模干扰与差模干扰,PCB电磁兼容设计,8,共模干扰,PCB电磁兼容设计,E=K f L I,E-幅射电场强度(远场)f-电流频率L 线的长度I 共模电流大小,9,差模干扰,PCB电磁兼容设计,E-幅射电场强度(远场)f-电流频率A-回路面积I-回路中电流大小,E=K f2 A I,10,电路的差模抗扰性,PCB电磁兼容设计,H,=K f A H,电路上的干扰电压f 干扰电磁场频率A-回路面积H 干扰磁场,11,串扰,PCB电磁兼容设计,当一根信号线上有高频电流流过时,在PCB板上与之相邻的信号线上就会感应出干扰电压。,串扰,12,一个重要的设计原则,PCB电磁
3、兼容设计,布局、布线时应使所有信号回路面积(特别是高频信号和敏感信号回路面积)尽可能小。,13,信号回流,PCB电磁兼容设计,低频:最小电阻【最短距离】,高频:最小阻抗【最小面积】,14,信号回流,PCB电磁兼容设计,信号频率较高时的回流分布,15,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,3W 原则,对于时钟线、差分线对、复位线及其它高速强辐射或敏感线路,当线宽为W时,其与相邻线径的中心线距应大于3W。,16,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,差分线对的3W 原则,此间距可根据差分线对的阻抗要求进行调整,17,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,单面板,双面板,18,不良布线举例,PCB电磁兼容设计,
4、19,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,高速信号线不要在分割区上跨越,不要在无关的参考平面上方穿行。,20,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,在模拟电路和射频电路设计中,以及没有电源地平面的双面板中,常常用保护线来对关键信号进行保护,使其免受其它信号的串扰。一般保护线连接地网络,并在线的两端与地相接。频率很高时,保护线上用多个过孔接地,过孔之间的距离应小于板上最高频率所对应波长()的1/20。对于有完整地平面的数字电路,一般不用保护线。,21,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,高速信号的走线不允许出现锐角和直角。1GHz以上的信号应该尽量使用圆弧 走线。,为了减少高频信号的辐射和干扰,高频信号
5、尽量安排在内层。当走线的长度大于信号频率所对应波长()的1/20时必须走内层。,差分对应平行等距等时延走线,保持对称,使电路对共模干扰有良好的抑制。,22,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,I/O信号应避开高速和高di/dt信号等干扰源。连接器上应该安排足够的接地管脚。,23,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,时钟线应避免换层,24,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,任意相邻的信号层应尽可能采取垂直正交的布线方向。,25,布线设计原则,PCB电磁兼容设计,不要在单板上布设无意义的线;测试线应尽可能短;不要在信号层上敷地时形成长条导线。信号层上信号线之间的地应通过足够多的过孔接到地平面。,26,
6、布线设计原则(例),PCB电磁兼容设计,27,布线设计原则(例),PCB电磁兼容设计,28,布线设计原则(例),PCB电磁兼容设计,29,扁平电缆的使用,PCB电磁兼容设计,30,共模干扰的抑制,PCB电磁兼容设计,31,叠层设计,PCB电磁兼容设计,四层板,32,叠层设计,PCB电磁兼容设计,六层板(性能一般),33,叠层设计,PCB电磁兼容设计,六层板(性能好),34,叠层设计,PCB电磁兼容设计,八层板,性能一般,性能好,35,叠层设计,PCB电磁兼容设计,十层板,36,叠层设计,PCB电磁兼容设计,十层板(性能好),37,地层设计,PCB电磁兼容设计,20H 原则,20H 3mm,10
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