PCB電磁兼容性設計的注意事項
電磁兼容性是指電子設備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調、有效地進(jìn)行工作的能力。電磁兼容性設計的目的是使電子設備既能抑制各種外來(lái)的干擾,使電子設備在特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作,同時(shí)又能減少電子設備本身對其它電子設備的電磁干擾。
1、選擇合理的導線(xiàn)寬度
由于瞬變電流在印制線(xiàn)條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導線(xiàn)的電感成分造成的,因此應盡量減小印制導線(xiàn)的電感量。印制導線(xiàn)的電感量與其長(cháng)度成正比,與其寬度成反比,因而短而精的導線(xiàn)對抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線(xiàn)、行驅動(dòng)器或總線(xiàn)驅動(dòng)器的信號線(xiàn)常常載有大的瞬變電流,印制導線(xiàn)要盡可能地短。對于分立元件電路,印制導線(xiàn)寬度在1.5mm左右時(shí),即可完全滿(mǎn)足要求;對于集成電路,印制導線(xiàn)寬度可在0.2~1.0mm之間選擇。
2、采用正確的布線(xiàn)策略
采用平等走線(xiàn)可以減少導線(xiàn)電感,但導線(xiàn)之間的互感和分布電容增加,如果布局允許,最好采用井字形網(wǎng)狀布線(xiàn)結構,具體做法是印制板的一面橫向布線(xiàn),另一面縱向布線(xiàn),然后在交叉孔處用金屬化孔相連。
3、抑制印制板導線(xiàn)之間的串擾
為了抑制印制板導線(xiàn)之間的串擾,在設計布線(xiàn)時(shí)應盡量避免長(cháng)距離的平等走線(xiàn),盡可能拉開(kāi)線(xiàn)與線(xiàn)之間的距離,信號線(xiàn)與地線(xiàn)及電源線(xiàn)盡可能不交叉。在一些對干擾十分敏感的信號線(xiàn)之間設置一根接地的印制線(xiàn),可以有效地抑制串擾。
4、避免高頻信號通過(guò)印制導線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射
為了避免高頻信號通過(guò)印制導線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射,在印制電路板布線(xiàn)時(shí),還應注意以下幾點(diǎn):
(1)盡量減少印制導線(xiàn)的不連續性,例如導線(xiàn)寬度不要突變,導線(xiàn)的拐角應大于90度禁止環(huán)狀走線(xiàn)等。
(2)時(shí)鐘信號引線(xiàn)最容易產(chǎn)生電磁輻射干擾,走線(xiàn)時(shí)應與地線(xiàn)回路相靠近,驅動(dòng)器應緊挨著(zhù)連接器。
(3)總線(xiàn)驅動(dòng)器應緊挨其欲驅動(dòng)的總線(xiàn)。對于那些離開(kāi)印制電路板的引線(xiàn),驅動(dòng)器應緊緊挨著(zhù)連接器。
(4)數據總線(xiàn)的布線(xiàn)應每?jì)筛盘柧€(xiàn)之間夾一根信號地線(xiàn)。最好是緊緊挨著(zhù)最不重要的地址引線(xiàn)放置地回路,因為后者常載有高頻電流。
(5)在印制板布置高速、中速和低速邏輯電路時(shí),應按照圖1的方式排列器件。
5、抑制反射干擾
為了抑制出現在印制線(xiàn)條終端的反射干擾,除了特殊需要之外,應盡可能縮短印制線(xiàn)的長(cháng)度和采用慢速電路。必要時(shí)可加終端匹配,即在傳輸線(xiàn)的末端對地和電源端各加接一個(gè)相同阻值的匹配電阻。根據經(jīng)驗,對一般速度較快的TTL電路,其印制線(xiàn)條長(cháng)于10cm以上時(shí)就應采用終端匹配措施。匹配電阻的阻值應根據集成電路的輸出驅動(dòng)電流及吸收電流的最大值來(lái)決定。
6、電路板設計過(guò)程中采用差分信號線(xiàn)布線(xiàn)策略
布線(xiàn)非??拷牟罘中盘枌ο嗷ブg也會(huì )互相緊密耦合,這種互相之間的耦合會(huì )減小EMI發(fā)射,通常(當然也有一些例外)差分信號也是高速信號,所以高速設計規則通常也都適用于差分信號的布線(xiàn),特別是設計傳輸線(xiàn)的信號線(xiàn)時(shí)更是如此。這就意味著(zhù)我們必須非常謹慎地設計信號線(xiàn)的布線(xiàn),以確保信號線(xiàn)的特征阻抗沿信號線(xiàn)各處連續并且保持一個(gè)常數。
在差分線(xiàn)對的布局布線(xiàn)過(guò)程中,我們希望差分線(xiàn)對中的兩個(gè)PCB線(xiàn)完全一致。這就意味著(zhù),在實(shí)際應用中應該盡最大的努力來(lái)確保差分線(xiàn)對中的PCB線(xiàn)具有完全一樣的阻抗并且布線(xiàn)的長(cháng)度也完全一致。差分PCB線(xiàn)通??偸浅蓪Σ季€(xiàn),而且它們之間的距離沿線(xiàn)對的方向在任意位置都保持為一個(gè)常數不變。通常情況下,差分線(xiàn)對的布局布線(xiàn)總是盡可能地靠近。