在高速PCB设计时,设计者应该从那些方面去考虑EMC、EMI的规则呢?
一般EMI/EMC设计时需要同时考虑辐射(radiated)与传导(conducted)两个方面。前者归属于频率较高的部分(>30MHz)后者则是较低频的部分(<30MHz)。所以不能只注意高频而忽略低频的部分。
一个好的EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置,PCB叠层的安排,重要联机的走法,器件的选择等,如果这些没有事前有较佳的安排,事后解决则会事倍功半,增加成本。
例如时钟产生器的位置尽量不要靠近对外的连接器,高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射,器件所推的信号之斜率(slewrate)尽量小以减低高频成分,选择去耦合(decoupling/bypass)电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。
另外,注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小(也就是回路阻抗loopimpedance尽量小)以减少辐射。还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围。
适当的选择PCB与外壳的接地点(chassisground)。 PCBLAYOUT设计规范有哪些呢?测试负载板PCB
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 测试负载板PCBPCB板翘控制方法有哪些呢?
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)。
PCB多层板LAYOUT设计规范之七:
47.五五准则:印制板层数选择规则,即时钟频率到5MHZ或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板,如采用双层板,比较好将印制板的一面做为一个完整的地平面
48.混合信号PCB分区准则:1将PCB分区为**的模拟部分和数字部分;2将A/D转换器跨分区放置;3不要对地进行分割,在电路板的模拟部分和数字部分下面设统一地;4在电路板的所有层中,数字信号只能在电路板的数字部分布线,模拟信号只能在电路板的模拟部分布线;5实现模拟电源和数字电源分割;6布线不能跨越分割电源面之间的间隙;7必须跨越分割电源之间间隙的信号线要位于紧邻大面积地的布线层上;8分析返回地电流实际流过的路径和方式;
49.多层板是较好的板级EMC防护设计措施,推荐推荐。
50.信号电路与电源电路各自**的接地线,***在一点公共接地,二者不宜有公用的接地线。
51.信号回流地线用**的低阻抗接地回路,不可用底盘或结构架件作回路。
52.在中短波工作的设备与大地连接时,接地线<1/4λ;如无法达到要求,接地线也不能为1/4λ的奇数倍。53.强信号与弱信号的地线要单独安排,分别与地网只有一点相连。 PCB多层板选择的原则是什么?如何进行叠层设计?
RF PCB的十条标准之一
1小功率的RF的PCB设计中,主要使用标准 的FR4材料(绝缘特性好、材质均匀、介电常数ε=4,10%)。主要使用4层~6层板,在成本非常敏感的情况下可以使用厚度在1mm以下的双面板,要保 证反面是一个完整的地层,同时由于双面板的厚度在1mm以上,使得地层和信号层之间的FR4介质较厚,为了使得RF信号线阻抗达到50欧,往往信号走线的 宽度在2mm左右,使得板子的空间分布很难控制。对于四层板,一般情况下顶层只走RF信号线,第二层是完整的地,第三层是电源,底层一般走控制RF器件状 态的数字信号线(比如设定ADF4360系列PLL的clk、data、LE信号线。)第三层的电源比较好不要做成一个连续的平面,而是让各个RF器件的电 源走线呈星型分布,***接于一点。第三层RF器件的电源走线不要和底层的数字线有交叉。 PCB技术发展的新趋势?欢迎来电咨询。TU-862HF高速PCB
PCB八层板的叠层详细解析。测试负载板PCB
PCB多层板LAYOUT设计规范之二十八-器件选型:
247.铁氧体夹MHz频率范围的共模(CM)、差模(DM)衰减达10-20dB
248.二极管选用:肖特基二极管:用于快速瞬态信号和尖脉冲保护;齐纳二极管:用于ESD(静电放电)保护;过电压保护;低电容高数据率信号保护瞬态电压抑制二极管(TVS):ESD激发瞬时高压保护,瞬时尖脉冲消减变阻二极管:ESD保护;高压和高瞬态保护
249.集成电路:选用CMOS器件尤其是高速器件有动态功率要求,需要采取去耦措施以便满足其瞬时功率要求。高频环境中,引脚会形成电感,数值约为1nH/1mm,引脚末端也会向后呈小电容效应,大约有4pF。表贴器件有利于EMI性能,寄生电感和电容值分别为0.5nH和0.5pF。放射状引脚优于轴向平行引脚;TTL与CMOS混合电路因为开关保持时间不同,会产生时钟、有用信号和电源的谐波,因此比较好选择同系列逻辑电路。未使用的CMOS器件引脚,要通过串联电阻接地或者接电源。
250.滤波器的额定电流值取实际工作电流值的1.5倍。
251.电源滤波器的选择:依据理论计算或测试结果,电源滤波器应达到的插损值为IL,实际选型时应选择插损为IL+20dB大小的电源滤波器。 测试负载板PCB
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