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文档介绍:PCB的电磁兼容设计和布局
 

 
刘婵媛 程虎成 饶启超
摘要:PCB的电磁兼容设计是否合理是改善整个系统性能的关键。文章中介绍的电路隔离、接口抑制、参考面设置等实用技术,能够有效地改善信号的完整性,改善产品的EMC性能。 
 
PCB的电磁兼容设计和布局
 

 
刘婵媛 程虎成 饶启超
摘要:PCB的电磁兼容设计是否合理是改善整个系统性能的关键。文章中介绍的电路隔离、接口抑制、参考面设置等实用技术,能够有效地改善信号的完整性,改善产品的EMC性能。
关键词:PCB;电磁兼容;电路隔离
:TN41
:A
:2095-6487(2019)03-0033-02
0引言
伴随着电子技术的快速发展,各类电子设备向着小型化、智能化和高集成的方向发展,电路设计越来越复杂,产品对干扰的敏感度所造成的问题越来越多,由此带来的EMC问题也越来越严重。当前各类电力设备的载体都是印制电路板(PCB),在PCB一级解决EMC问题将比在更高层次上解决所需要的花费更少,而且能够有效缩短产品的上市周期。先进的产品设计,在一开始就要求将EMC
作为设计的一个重要组成部分,最好能对设备的电磁兼容性进行分析和预测,并针对问题采取措施实现电磁兼容。文中将介绍一些涉及到EMC的基本PCB设计技术,为PCB的电磁兼容设计和布局提供实用性帮助。
电磁干扰源、干扰信号耦合通道和干扰接收器(敏感设备)是形成干扰的三个要素,上述的三个基本要素都具备的时候才会发生电磁干扰,只要能够去除其中的一个,就可以去除电磁干扰。
1PCB电路板的尺寸和层数
电路板的层数和尺寸要根据电路原理、元器件的尺寸和相互间的影响决定,如果尺寸太大,布线长度就长,线的阻抗增加,抗干扰能力弱”。而尺寸太小,元器件过于密集,不仅不利于散热,而且不同线路和元器件之间容易产生相互干扰。
印制电路板的层数由单层板向多层板的进步,不仅解决了元器件的布线分布问题,同时还是达到电容兼容标准的主要措施。
双层板由于双面均有地线、电源线、互连线和元器件,容易互相干扰,所以一般线径要尽可能的粗而且相互靠近,常规线宽为通过最大电流能力的3倍以上,供电的环路面积要尽可能的小而且不会相互重叠2]。
目前高集成和高速数字电路一般采用四层或者四层以上的多层板,在多层板设计中,会设置专门的电源层和地层,甚至会设置专门的参考平面层,使得信号线和参考面之间的距离仅为电路板的层间距离,这样可以最大限度的减少板上信号的回路面积,减少差模辐射,提高电路板的抗干扰能力。多层板分布方案如表1所示。
2元器件的选型
对于器件的选型,应尽量选用噪声容限值高的元器件,有利于提高整个设备的抗干扰性,在满足功能的基础上,应该优先考虑开关速度较慢的逻辑器件,在封装的选择上,则应该尽量选择无引脚的元器件,相对于直插类元器件,表面贴装元器件的电磁干扰要小得多。
3参考面与布线
PCB线条单根导线的电感大约为lnH/mm,一根10mm长的PCB线条,在100MHz频率上就有6.3R,在1GHz频率上该电阻将高达639,因此,需要一个完整无缺的金属导体面积才有可能在高频率时提供一个合适的参考,我们将这种完整的金属面称之为参考面。
所有的参考面必须处在所有元器件以及走线的下面,而且还要向外延伸一个足够长的距离,大概需要

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上传人:科技星球 2022/5/18 文件大小:30 KB

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