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设计多层板减为两层板的方法?hdi fpc
PCB LAYOUT设计规范:
1.PCB布线与布局隔离准则:强弱电流隔离、大小电压隔离,高低频率隔离、输入输出隔离、数字模拟隔离、输入输出隔离,分界标准为相差一个数量级。隔离方法包括:空间远离、地线隔开。
2.晶振要尽量靠近IC,且布线要较粗
3.晶振外壳接地
4.时钟布线经连接器输出时,连接器上的插针要在时钟线插针周围布满接地插针
5.让模拟和数字电路分别拥有自己的电源和地线通路,在可能的情况下,应尽量加宽这两部分电路的电源与地线或采用分开的电源层与接地层,以便减小电源与地线回路的阻抗,减小任何可能在电源与地线回路中的干扰电压
6.单独工作的PCB的模拟地和数字地可在系统接地点附近单点汇接,如电源电压一致,模拟和数字电路的电源在电源入口单点汇接,如电源电压不一致,在两电源较近处并一1~2nf的电容,给两电源间的信号返回电流提供通路
7.如果PCB是插在母板上的,则母板的模拟和数字电路的电源和地也要分开,模拟地和数字地在母板的接地处接地,电源在系统接地点附近单点汇接,如电源电压一致,模拟和数字电路的电源在电源入口单点汇接,如电源电压不一致,在两电源较近处并一1~2nf的电容,给两电源间的信号返回电流提供通路 松岗fpcPCB层说明:多层板和堆叠规则。
PCB多层板LAYOUT设计规范之十一:
80.在信号线需要转折时,使用45度或圆弧折线布线,避免使用90度折线,以减小高频信号的反射。
81.布线时避免90度折线,减少高频噪声发射
82.注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离 起来,晶振外壳接地并固定
83.电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离
84.用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,***在一 点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片 引脚排列时已考虑此要求
85.单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。 大功率 器件尽可能放在电路板边缘
86.布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声
87.布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦 合噪声
88.IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座
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。
这种PCB节约成本的设计,你做过吗?
PCB多层板LAYOUT设计规范之九:
63.在要求高的场合要为内导体提供360°的完整包裹,并用同轴接头来保证电场屏蔽的完整性
64.多层板:电源层和地层要相邻。高速信号应临近接地面,非关键信号则布放为靠近电源面。
65.电源:当电路需要多个电源供给时,用接地分离每个电源。
66.过孔:高速信号时,过孔产生1-4nH的电感和0.3-0.8pF的电容。因此,高速通道的过孔要尽可能**小。确保高速平行线的过孔数一致。
67.短截线:避免在高频和敏感的信号线路使用短截线
68.星形信号排列:避免用于高速和敏感信号线路
69.辐射型信号排列:避免用于高速和敏感线路,保持信号路径宽度不变,经过电源面和地面的过孔不要太密集。70.地线环路面积:保持信号路径和它的地返回线紧靠在一起将有助于**小化地环
71.一般将时钟电路布置在PCB板接受中心位置或一个接地良好的位置,使时钟尽量靠近微处理器,并保持引线尽可能短,同时将石英晶体振荡只有外壳接地。
72.为进一步增强时钟电路的可靠性,可用地线找时钟区圈起隔离起来,在晶体振荡器下面加大接地的面积,避免布其他信号线; 来了!PCB多层板解析!欢迎来电咨询。半孔pcb打样
PCB六层板的叠层对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计 PCB多层板LAYOUT设计规范之三:
19.在正式布线之前,首要的一点是将线路分类。主要的分类方法是按功率电平来进行,以每30dB功率电平分成若干组
20.不同分类的导线应分别捆扎,分开敷设。对相邻类的导线,在采取屏蔽或扭绞等措施后也可归在一起。分类敷设的线束间的**小距离是50~75mm
21.电阻布局时,放大器、上下拉和稳压整流电路的增益控制电阻、偏置电阻(上下拉)要尽可能靠近放大器、有源器件及其电源和地以减轻其去耦效应(改善瞬态响应时间)。
22.旁路电容靠近电源输入处放置
23.去耦电容置于电源输入处。尽可能靠近每个IC
24.PCB基本特性阻抗:由铜和横切面面积的质量决定。具体为:1盎司0.49毫欧/单位面积电容:C=EoErA/h,Eo:自由空间介电常数,Er:PCB基体介电常数,A:电流到达的范围,h:走线间距电感:平均分布在布线中,约为1nH/m盎司铜线来讲,在0.25mm(10mil)厚的FR4碾压下,位于地线层上方的)0.5mm宽,20mm长的线能产生9.8毫欧的阻抗,20nH的电感及与地之间1.66pF的耦合电容。 hdi fpc
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