PCB新聞 - PCB電磁相容設計的三個關鍵點

PCB中的EMC設計應該是許多電子硬體工程師的一大擔憂。 例如：在堆疊PCB時，您如何考慮EMC？ 在為不同的電路板層設計EMC時，是否需要考慮同樣的事情？ 考慮到大家對類似問題都有疑問，小編那裡整理了這篇關於今天如何做好EMC PCB設計的文章，希望能對大家有所幫助。

首先，設備佈局

在裡面 PCB設計, 從EMC的角度來看, 有3個主要因素需要考慮：輸入的數量/輸出管脚, 設備密度和功耗.

一個實用的規則是，晶片覆蓋了20%的基板，每平方英寸功耗不超過2W。

在設備佈局方面，原則上相互關聯的設備應儘量靠近，數位電路、類比電路和電源電路應分開放置，高頻電路和低頻電路應分開。

容易產生雜訊、小電流電路和大電流電路的設備應遠離邏輯電路。 M

時鐘電路和高頻電路等ajor干擾和輻射源應分開佈置，遠離敏感電路，輸入和輸出晶片應位於混合電路封裝的輸入/輸出出口附近。

高頻元件應盡可能縮短連接，以减少分佈參數和彼此之間的電磁干擾。 易受干擾的部件不應彼此靠得太近，輸入和輸出應盡可能遠。 振盪器盡可能靠近時鐘晶片，遠離訊號介面和低電平訊號晶片。

元件應平行或垂直於基板的一側，以便元件盡可能平行排列，這不僅會减少元件之間的分佈參數，而且符合混合電路的制造技術，使其易於生產。

混合電路基板上的電源和接地引出墊應對稱佈置，均勻分佈許多電源和接地輸入/輸出連接。 裸晶片的安裝區域連接到負電位面。

當選擇多層混合電路時，電路板的層到層排列隨特定電路而變化，但通常具有以下特徵：

（1）電源和接地配電的內層可以視為遮罩層，可以很好地抑制電路板上固有的共模射頻干擾，降低高頻電源的分佈阻抗。

（2）電路板中的電源平面和接地層應盡可能靠近，接地層通常位於電源平面上方。 這樣，層間電容器可以用作電源的平滑電容器，並且接地板可以遮罩分佈在電源平面上的輻射電流。

（3）佈線層應盡可能靠近電源或接地層佈置，以產生磁通抵消。

二、PCB佈線

在電路設計中，往往只注重提高佈線密度，或追求均勻佈局，忽略線路佈局對防止干擾的影響，使大量訊號輻射到空間中形成干擾，可能會導致更多的電磁相容問題。

囙此，良好的佈線是設計成功的關鍵。

1、地面佈置

地線不僅是電路的潜在參考點，也是訊號的低阻抗電路。

地面上常見的干擾是由接地回路電流引起的干擾。 解决這種干擾問題相當於解决大多數電磁相容性問題。

地線上的雜訊主要影響數位電路的接地電平，當輸出較低時，數位電路對地線上的雜訊更敏感。

地線上的干擾不僅可能導致電路誤操作，還可能導致傳導和輻射發射。 囙此，减少這些干擾的關鍵在於盡可能减小地線的阻抗（對於數位電路，降低地線的電感尤為重要）。

在接地電纜的佈局中注意以下幾點：

（1）根據不同的電源電壓，數位電路和類比電路分別設定地線。

（2）公共地線盡可能厚。 在多層厚膜工藝中，可以設定特殊的接地表面，這有助於减少環路面積並降低接收天線的效率。 並可用作訊號線遮罩體。

（3）應避免使用梳狀地線。 這種結構使得訊號回流回路非常大，這將新增輻射和靈敏度，晶片之間的共同阻抗也可能導致電路誤操作。

（4）當多個晶片安裝在板上時，地線上會有較大的電位差。 地線應設計成閉環，以提高電路的雜訊容限。

（5）具有類比和數位功能、類比地和數位地的電路板通常僅在電源處分開和連接。

2、電源電路佈置

一般來說，除電磁輻射直接引起的干擾外，電力線引起的電磁干擾是常見的。 囙此，電源線的佈局也很重要，通常應遵循以下規則。

（功率處理）

（1）電源線盡可能靠近地線，以减少電源回路面積，差模輻射小，有助於减少電路干擾。 不要重疊不同電源的電源回路。

（2）在使用多層處理時，類比電源和數位電源分開，以避免相互干擾。 請勿將數位和類比電源相互重疊，否則會產生耦合電容，並破壞分離。

（3）在電源平面和接地層之間可以使用完全的介質隔離。 當頻率

效率和速度都很高，應選擇低介電常數的介質漿料。 電源平面應靠近接地板並位於接地板下方，以遮罩分佈在電源平面上的輻射電流。

（4）應在晶片的電源引脚和接地引脚之間進行去耦。 去耦電容器應使用0.01uF的片式電容器，其應安裝在靠近晶片的位置，以便盡可能减少去耦電容器的電路面積。

（5）在選擇貼片晶片時，儘量選擇電源引脚和接地引脚相互靠近的晶片，這樣可以進一步减少去耦電容器的供電回路面積，有利於電磁相容性。