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来源: 发布时间:2022年07月23日

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层板的设计板子

PCB多层板LAYOUT设计规范之二十一:

187.电子设备内部的电源分配系统是遭受ESD电弧感性耦合的主要对象,电源分配系统防ESD措施:1将电源线和相应的回路线紧密绞合在一起;2在每一根电源线进入电子设备的地方放一个磁珠;3在每一个电源管脚和紧靠电子设备机箱地之间放一个瞬流抑制器、金属氧化压敏电阻(MOV)或者1kV高频电容;4比较好在PCB上布置专门的电源和地平面,或者紧密的电源和地栅格,并采用大量旁路和去耦电容。

188.在接收端放置串联的电阻和磁珠,对易被ESD击中的电缆驱动器,也可在驱动端放置串联的电阻或磁珠。 

189.在接收端放置瞬态保护器。1用短而粗的线(长度小于5倍宽度,比较好小于3倍宽度)连接到机箱地。2从连接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态保护器,然后才能接电路的其它部分。

190.在连接器处或者离接收电路25mm(1.0英寸)的范围内,放置滤波电容。1用短而粗的线连接到机箱地或者接收电路地(长度小于5倍宽度,比较好小于3倍宽度)。2信号线和地线先连接到电容再连接到接收电路。

191.金属机箱上,开口最大直径≤λ/20,λ为机内外比较高频电磁波的波长;非金属机箱在电磁兼容设计上视同为无防护。 双排fpc座PCB设计规范之线缆与接插件262.PCB布线与布局隔离准则。

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LAYOUT设计规范之八:

54.一般设备中至少要有三个分开的地线:一条是低电平电路地线(称为信号地线),一条是继电器、电动机和高电平电路地线(称为干扰地线或噪声地线);另一条是设备使用交流电源时,则电源的安全地线应和机壳地线相连,机壳与插箱之间绝缘,但两者在一点相同,***将所有的地线汇集一点接地。断电器电路在最大电流点单点接地。f<1MHz时,一点接地;f>10MHz时,多点接地;1MHz<f<10MHz时,若地线长度<1/20λ,则一点接地,否则多点接地。

55.避免地环路准则:电源线应靠近地线平行布线。

56.散热器要与单板内电源地或屏蔽地或保护地连接(优先连接屏蔽地或保护地),以降低辐射干扰

57.数字地与模拟地分开,地线加宽

58.对高速、中速和低速混用时,注意不同的布局区域

59.**零伏线,电源线的走线宽度≥1mm

60.电源线和地线尽可能靠近,整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布,以便使分布线电流达到均衡。

61.尽可能有使干扰源线路与受感应线路呈直角布线

62.按功率分类,不同分类的导线应分别捆扎,分开敷设的线束间距离应为50~75mm。 满满的干货:PCB板工艺设计经验总结。

2G以上高频PCB设计,走线,排版,应重点注意哪些方面?

2G以上高频PCB属于射频电路设计,不在高速数字电路设计讨论范围内。而射频电路的布局(layout)和布线(routing)应该和原理图一起考虑的,因为布局布线都会造成分布效应。

而且,射频电路设计一些无源器件是通过参数化定义,特殊形状铜箔实现,因此要求EDA工具能够提供参数化器件,能够编辑特殊形状铜箔。Mentor公司的boardstation中有专门的RF设计模块,能够满足这些要求。

而且,一般射频设计要求有专门射频电路分析工具,业界常用的是agilent的eesoft,和Mentor的工具有很好的接口。 PCB层说明:多层板和堆叠规则。双排fpc座

PCB单面板、双面板、多层板傻傻分不清?hdi板子

高频高速PCB设计中,添加测试点会不会影响高速信号的质量?

会不会影响信号质量要看加测试点的方式和信号到底多快而定。基本上外加的测试点(不用在线既有的穿孔(viaorDIPpin)当测试点)可能加在在线或是从在线拉一小段线出来。

前者相当于是加上一个很小的电容在在线,后者则是多了一段分支。这两个情况都会对高速信号多多少少会有点影响,影响的程度就跟信号的频率速度和信号缘变化率(edgerate)有关。

影响大小可透过仿真得知。原则上测试点越小越好(当然还要满足测试机具的要求)分支越短越好。 hdi板子

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