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PCB科技 - 避免PCB電磁問題的7個提示

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PCB科技 - 避免PCB電磁問題的7個提示

避免PCB電磁問題的7個提示

2021-10-20
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Author:Downs

提示1:

减少電磁干擾的一個重要方法是設計PCB接地板。 第一步是使接地面積在PCB電路板的總面積中盡可能大,以便减少發射、串擾和雜訊。 將每個部件連接到接地點或接地層時,必須特別小心。 如果不這樣做,則無法充分利用可靠接地層的中和作用。

一個特別複雜的 PCB設計 有幾個穩定的電壓. 理想的, 每個參攷電壓都有其相應的接地層. 然而, 如果地面層太多, 這將新增PCB的製造成本,並使價格過高. 折衷方案是在3到五個不同的位置使用地平面, 每個地平面可以包含多個接地部分. 這不僅控制了電路板的製造成本, 還可以减少電磁干擾和電磁相容性.

訊號返回地面的時間也非常重要。 訊號進出信號源的時間必須相等,否則會產生類似天線的現象,使輻射能量成為電磁干擾的一部分。 類似地,向信號源傳輸電流或從信號源傳輸電流的記錄道應盡可能短。 如果源路徑和返回路徑的長度不相等,則會發生地面反彈,這也會產生電磁干擾。

電路板

提示2:

由於電磁干擾的差异, 一個好的EMC設計規則是將類比電路和數位電路分開. 類比電路的電流更大或電流更大, 囙此,它應該遠離高速佈線或開關訊號. 如果可能的話, 應使用接地訊號對其進行保護. 在 多層PCB, 類比記錄道應在一個接地層上佈線, 開關軌跡或高速軌跡應位於另一個接地層上. 因此, 分離不同特徵的訊號.

在數位電路設計中,經驗豐富的PCB佈局和設計工程師將特別關注高速訊號和時鐘。 高速時,訊號和時鐘應盡可能短,並靠近接地層,因為如前所述,接地層可以將串擾、雜訊和輻射保持在可控範圍內。

數位信號也應遠離電源平面。 如果距離非常近,則會產生譟音或感應,從而削弱訊號。

提示3:

接線對於確保電流的正常流動尤為重要。 如果電流來自振盪器或其他類似設備,則特別重要的是保持電流與接地層分開,或者不要讓電流與另一個軌跡平行。 兩個並行的高速訊號將產生EMC和EMI,尤其是串擾。 電阻路徑必須最短,回流路徑必須盡可能短。 返回路徑跟踪的長度應與發送跟踪的長度相同。

對於電磁干擾,一種稱為“受侵犯的佈線”,另一種稱為“受損害的佈線”。 由於電磁場的存在,電感和電容的耦合將影響“受損”軌跡,從而在“受損軌跡”上產生正向和反向電流。 在這種情況下,將在訊號的傳輸長度和接收長度幾乎相等的穩定環境中產生漣漪。

隨著新材料和新元件的不斷出現,PCB設計者必須繼續處理電磁相容性和干擾問題。

提示4:

去耦電容器可以减少串擾的不利影響。 它們應位於設備的電源引脚和接地引脚之間,以確保低交流阻抗,减少雜訊和串擾。 為了在較寬的頻率範圍內實現低阻抗,應使用多個去耦電容器。

提示5:

為了减少電磁干擾,避免佈線、過孔和其他組件形成90°角,因為直角會產生輻射。 在這個角落,電容會新增,特性阻抗也會改變,導致反射,然後產生電磁干擾。 為了避免90°角,軌跡應至少以兩個45°角佈線到角落。

提示6:

幾乎所有 PCB佈局s, 必須使用過孔在不同層之間提供導電連接. PCB佈局 工程師需要特別小心,因為過孔會產生電感和電容. 在某些情况下, 它們也會產生反射, 因為在軌跡中製作過孔時,特性阻抗會發生變化.

提示7:

承載數位電路和類比電流的電纜將產生寄生電容和電感,導致許多與EMC相關的問題。 如果使用雙絞線電纜,耦合水准將保持較低,產生的磁場將消除。 對於高頻訊號,必須使用遮罩電纜,電纜的正面和背面必須接地,以消除EMI干擾。