PCBеEMC

PCB中的EMC设计设计中遇到的问题使用扁平线作为PCB板间互连数据通道引起的传输线效应由于PCB布局与布线上的不合理性引起的高频耦合及串扰器件选择不当传输线效应PCB板上的走线可等效为下图所示的串联和并联的电容、电阻和电感结构。串联电阻的典型值0.25-0.55ohms/foot，因为绝缘层的缘故，并联电阻阻值通常很高。将寄生电阻、电容和电感加到实际的PCB连线中之后，连线上的最终阻抗称为特征阻抗Zo。如果传输线和接收端的阻抗不匹配，那么输出的电流信号和信号最终的稳定状态将不同，这就引起信号在接收端产生反射，这种效应被称为振荡。传输线效应对信号的影响•·反射信号Reflectedsignals·延时和时序错误Delay&Timingerrors·多次跨越逻辑电平门限错误FalseSwitching·过冲与下冲Overshoot/Undershoot·串扰InducedNoise(orcrosstalk)·电磁辐射EMIradiation。消除反射的方法－阻抗匹配消除串扰的方法合理的PCB布局－将敏感的模拟部分与易产生干扰的数字部分尽量隔离，使易产生干扰的数字信号走线上尽量靠近交流地，使高频信号获得较好的回流路径。尽量减小信号回路的面积，降低地线的阻抗，采用多点接地的方法。使用多层板将电源与地作为独立的一层来处理。合理的走线拓朴结构－尽量采用菊花轮式走线电气长线的隔离与驱动10M以下的设计，其信号电气长度不应超过7英寸PCB板间的互连应采用接地屏蔽电缆，以降低地线阻抗，并在接口处作滤波处理。总线的隔离方式：变压器隔离方式和光电隔离方式。其他的设计准则选用高频特性好的元器件，比如使用高频瓷介电容及钽电容、片式电感作为滤波元件等。电源与地之间要加上高频去耦电容。认真地进行ERC（设计规则检查）。妥善处理易引起干扰的元件。尽量减少PCB中的过孔，走线不可用90度角，电感不能并行靠在一起。射频电流的抑制要深入探讨数字信号对模拟信号的干扰必须先了解高频电流的特性。高频电流总是选择阻抗最小(电感最低)，直接位于信号下方的路径，因此返回电流会流过邻近的电路层，而无论这个临近层是电源层还是地线层。在实际工作中一般倾向于使用统一地，而将PCB分区为模拟部分和数字部分。模拟信号在电路板所有层的模拟区内布线，而数字信号在数字电路区内布线。在这种情况下，数字信号返回电流不会流入到模拟信号的地。模数混合电路的设计与布线电源与地线：模拟与数字部分的电源应当分别布线或进行隔离。在分区布局的前提下，模拟部分和数字部分可以共地，但要保持数字部分的回路不经过模拟部分。数字部分地线可以形成回路以降低地阻抗，但模拟部分不可以，所以数字部分可以做大面积铺铜，而模拟部分则不能铺铜。（对双层板而言）模数混合电路的设计与布线使用差分线的方法可以降低线路上的差分干扰，但不能降低共模干扰。两个基本原则：第一个原则是尽可能减小电流环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面最关键的问题是不能跨越分割间隙布线。如果必须跨越分割间隙布线，则必须采用隔离或用差分走线的方法。总线的隔离技术·总线的位宽度·容许的偏移度·时钟速度要求总线的隔离技术用一排光耦合器可完成这种任务，但支持电路可能很庞杂。光耦合器之间的传播时间失配将导致数据偏移，从而引起在接收端的数据误差。为使这种问题减至最小，ISO508隔离数字耦合器（图3）支持在输入和输出端的双缓冲数据缓存。这种配置将以2MBps的速率传输数据。ISO508