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PCB科技 - PCB干擾抑制設計,這30個原則你必須知道

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PCB科技 - PCB干擾抑制設計,這30個原則你必須知道

PCB干擾抑制設計,這30個原則你必須知道

2021-10-07
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Author:Downs

我. Introduction

The ways to suppress interference on the 印刷電路板板 是:

1、减小差模訊號回路的面積。

2、减少高頻雜訊返回(濾波、隔離和匹配)。

3、降低共模電壓(接地設計)。 高速印刷電路板電磁相容設計的30條原則

2、印刷電路板設計原則總結

原則1: 印刷電路板 時鐘頻率超過5MHZ或訊號上升時間小於5ns, 一般需要使用多層板設計.

原因:採用多層板設計可以很好地控制訊號回路的面積。

原則2:對於多層板,關鍵佈線層(時鐘線、匯流排線、介面訊號線、射頻線、復位訊號線、晶片選擇訊號線和各種控制訊號線等)應鄰近整個接地層。 最好在兩個接地層之間。

原因:關鍵訊號線通常是强輻射或極為敏感的訊號線。 靠近地平面的佈線可以减少訊號回路面積,降低輻射强度或提高抗干擾能力。

原則3:對於單層板,關鍵訊號線的兩側應覆蓋地面。

原因:關鍵訊號的兩側都被地面覆蓋,一方面可以减少訊號環路的面積,另一方面可以防止訊號線與其他訊號線之間的串擾。

原則4:對於雙層板,應在關鍵訊號線的投影面上鋪設大面積地面,或與單面板相同。

原因:與多層板的關鍵訊號相同,靠近接地層。

原則5:在多層板中,電源平面應相對於其相鄰接地層收縮5H-20H(H是電源和接地層之間的距離)。

原因:功率平面相對於其返回地平面的凹陷可以有效抑制邊緣輻射問題。

原則6:佈線層的投影平面應在回流平面層的區域內。

原因:如果佈線層不在回流平面層的投影區域,則會導致邊緣輻射問題,並新增訊號環路面積,導致差模輻射新增。

電路板

原則7:在多層板中,單板的頂層和底層應盡可能沒有大於50MHZ的訊號線。

理由:最好在兩個平面層之間移動高頻訊號,以抑制其對空間的輻射。

原則8:對於板級工作頻率大於50MHz的單板,如果第二層和倒數第二層是佈線層,則頂部和引導層應覆蓋接地銅箔。

理由:最好在兩個平面層之間移動高頻訊號,以抑制其對空間的輻射。

原則9:在多層板中,單板的主工作電源平面(最廣泛使用的電源平面)應接近其接地層。

原因:相鄰的電源面和接地層可以有效地减少電源電路的回路面積。

原則10:在單層電路板中,必須有一條接地線靠近並平行於電源線。

原因:减少電源電流回路的面積。

原則11:在雙層板中,必須有一條接地線靠近並平行於電源線。

原因:减少電源電流回路的面積。

原則12:在分層設計中,儘量避免相鄰佈線層。 如果佈線層不可避免地彼此相鄰,則應適當新增兩個佈線層之間的層間距,並减小佈線層及其訊號電路之間的層間距。

原因:相鄰佈線層上的並行訊號軌跡可能導致訊號串擾。

原則13:相鄰平面層應避免其投影平面重疊。

原因:當投影重疊時,層之間的耦合電容將導致層之間的雜訊相互耦合。

原則14:設計 印刷電路板佈局, 充分遵守沿訊號流方向直線放置的設計原則, 儘量避免來回迴圈.

原因:避免直接訊號耦合,影響訊號質量。

原則15:當多個模塊電路放置在同一印刷電路板上時,數位電路和類比電路以及高速和低速電路應分開佈置。

原因:避免數位電路、類比電路、高速電路和低速電路之間的相互干擾。

原則16:當電路板上同時有高速、中速和低速電路時,遵循高速和中速電路,遠離介面。

原因:避免高頻電路雜訊通過介面輻射到外部。

原則17:儲能和高頻濾波電容器應放置在電流變化較大的單元電路或裝置附近(例如電源模組:輸入和輸出端子、風扇和繼電器)。

原因:儲能電容器的存在可以减少大電流回路的回路面積。

原則18:電路板電源輸入埠的濾波電路應靠近介面。

原因:避免重新耦合已過濾的線路。

原則19:在印刷電路板上,介面電路的濾波、保護和隔離元件應靠近介面。

原因:它可以有效地實現保護、過濾和隔離的效果。

原則20:如果介面處既有濾波器又有保護電路,則應遵循先保護後濾波的原則。

原因:保護電路用於抑制外部過電壓和過電流。 如果將保護電路置於濾波電路之後,濾波電路將因過電壓和過電流而損壞。

原則21:在佈局過程中,確保濾波電路(濾波器)、隔離和保護電路的輸入和輸出線不相互耦合。

原因:當上述電路的輸入和輸出軌跡相互耦合時,濾波、隔離或保護效果會减弱。

原則22:如果電路板上設計了“乾淨接地”介面,則濾波和隔離組件應放置在“乾淨接地”和工作接地之間的隔離帶上。

原因:避免過濾或隔離裝置之間通過平面層的耦合,從而削弱效果。

原則23:在“乾淨的地面”上,除過濾和保護裝置外,不得放置其他裝置。

理由:“乾淨地”設計的目的是確保介面輻射最小,“乾淨地”容易受到外部干擾耦合,囙此“乾淨地”上不應有其他無關電路和設備。

原則24:將强輻射設備(如晶體、晶體振盪器、繼電器和開關電源)與板介面連接器保持至少1000密耳的距離。

原因:干擾將直接輻射或電流將耦合到輸出電纜向外輻射。

原則25:敏感電路或設備(如復位電路、看門狗電路等)應距離電路板的每個邊緣至少1000密耳,尤其是電路板介面的邊緣。

原因:與單板介面類似的地方最容易受到外部干擾(如靜電)的耦合,而復位電路和看門狗電路等敏感電路很容易導致系統誤操作。

原則26:用於IC濾波的濾波電容器應盡可能靠近晶片的電源引脚。

原因:電容器離引脚越近,高頻回路的面積越小,輻射越小。

原則27:對於起始端串聯匹配電阻器,應將其放置在靠近其訊號輸出端的位置。

原因:起始端串聯匹配電阻器的設計目的是將晶片輸出端的輸出阻抗和串聯電阻的阻抗添加到軌跡的特徵阻抗中。 匹配電阻放在末端,不能滿足上述方程。

原則28: 印刷電路板 軌跡不能有直角或銳角軌跡.

原因:直角接線導致阻抗不連續,導致訊號傳輸,導致振鈴或過沖,以及强EMI輻射。

原則29:儘量避免相鄰佈線層的層設定。 當不可避免時,儘量使兩個佈線層中的跡線相互垂直,或平行跡線的長度小於1000mil。

原因:减少平行記錄道之間的串擾。

原則30:如果電路板具有內部訊號佈線層,則關鍵訊號線(如時鐘)應鋪設在內層(首選佈線層)。

原因:在內部佈線層部署關鍵訊號可以起到遮罩作用。