印刷电路板上的电磁兼容问题.pdf
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刷电路板上的电磁兼容问题
* 在 刷电路板上的电磁兼容问题 ,有公共阻抗的耦合、线间串扰、高频
载流导线的电磁辐射。印刷电路板对高频辐射的应感,以及波形在长线
传输中的畸变等等。
1--印刷电路板上的公共阻抗问题
* 主要体现在:①数字电路与模拟电路配合上的公共阻抗问题。
②功率输出级与测量电路之间的公共阻抗问题。
* 处理方案: ①分别拥有各自的电源和地线。
②要用尽可能宽的电源和地线(特别是地线,因为地线电
路是整个电路的参 电位)。
2--印刷电路板上的布局问题
①数字电路和模拟电路要分开布局,尤其是与低电平的模拟电路 ,要尽可
能远地分开,(避免公共阻抗问题)。
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②对高速、中速和低速电路要分开布局,(使用各自的区域)。
电路板布局准则:建议的布局减少了插件内的串扰、
公共阻抗问题和辐射电磁干扰(发射和敏感度)
* 这种布局使高频电流的走线路径短了。
* 这张图说明了将数字电路与模拟电路的分开布局。
* 这张图说明在 刷电路板的内部,是用高速电路进行处理,而最后用低
速接口电路输出。由于布局与最上面一张有所不同,所以在电源与地线
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的处理上应当注意。
3--印刷电路板的设计原则
* 除了上面讲到的那些,印刷电路板设计的一条不成文的原则是,对于电
源和地线应保留尽可能多的铜 ,这有利于减小电源和地部分的阻抗,及
减小电路板对外的辐射,和由外部来的辐射的敏感度。
* 刷电路板其他的设计原则:
①电源和地线的走线要尽可能地靠近,最好的办法是电源线走在电路板的
一面,而地线走在电路板反面的重合部位,这将导致最低的电源阻抗。
②要注意电路板上的电流均衡,增加必要的高频去耦电容,对减小电源公
共阻抗有较大好处。电源与地 ‘ 井’ 字布线,可均衡不同IC 之间的
地线峰值电压。
③要特别注意对高频电路的电源与地线的分配问题。
④对模拟电路要设专门的地线。
⑤为减少长平行走线的串扰,必要时可增加 刷线条间的距离 ,或在走线
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之间有意识地要插入一条地线(或电源线),作为线条间的隔离。
⑥要注意电流流通过程中的导线环路面积 ,因为载流回路的辐射大小与电
流、回路面积、频率的乘积成正比。减小环路面积就是减小电路板对外
的辐射。同样 ,减小环路面积对敏感电路来说,也就减小了接受外界感
应的机会。
⑦要在 刷电路板插头上,多安排一些彼此分散的地线输入脚。这有助于
减小, 刷电路板插脚配线的环路面积 ,及均衡电路板上的地线电流,
减小地线的阻抗。
⑧如有可能,要对经过长线传输,进入 刷电路板的信号 ,在其入口端加
接 R-C (或磁环--电容)去耦环节 ,以便消除长线传输中,可能感受的
干扰情况。注意,去耦电路的参数选择以不影响整个电路的正常工作为
原则。
⑨ 刷电路板上的布线宽度不要突变 ,导线不要突然拐角(目的是保持线
路阻抗的连续,防止因线路阻抗突变,造成波形传输过程中的反射与畸
变)。导线不要走直角或尖角,以减少场的过于集中。
4--多层板的布线原则
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* 以上各节所述内容,虽然是针对所有 刷电路板设计的一些基本原则,
但有些内容更多地是适合于单、双面印刷电路板的设计。对于高速逻辑
电路设计而言,使用单、双面板不能满足电磁兼容性的要 ,应使用多
层板 ,(减少电路工作时的电磁辐射,尤其是高频差模辐射)。
* 多层板的电源和地线是由不蚀刻的铜箔板形成 ,因此电源分配系统形成
了大的接地平面,结果形成了极低的配电源阻抗。多层板的好处是对公
共阻抗耦合不敏感,且提供了屏蔽。缺点是结构复杂、维修困难和价格
昂贵。
* 多层板的布线原则:
①电源层与地线层相邻。
② 刷线条应短、宽、直、均匀。遇拐角应采用45ο ,导线宽度不要突变。
③与地线相邻的信号层上布高速信号线,较远层上布低速线。
④模拟电路的高电平信号与低电平信号分别在地线层与电源层的
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