5pcb电磁兼容设计

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1、电磁兼容技术讲座PCB电磁兼容设计BorisMaPCB电磁兼容设计基本内容　信号的频谱分析干扰源分析　布线设计技术　叠层设计技术地线设计技术布局设计技术信号完整性（SI）分析2PCB电磁兼容设计1V(t)信号的频谱分析τ=d+tr0.5τtrdtrtV(t)=ôT∞n=1T2ðnTt+Ön)Cn=2Ön=−nðônðtrôsin(T)sin(T)TnðônðtrTTnð(ô+tr)3+∑Cncos(TPCB电磁兼容设计谐波幅度A1信号的频谱分析A1=2τ/T-20dB/decA2-40dB

2、/decA3A2=0.64/TfA3=0.2/Ttrf21/ðτ1/ðtr频率（对数）上升（或下降）时间越短，信号所含高频分量越丰富。4PCB电磁兼容设计常见逻辑器件的上升时间举例：如tr=10nS，则频谱带宽为BW=1/πtr=32MHz逻辑器件是一种骚扰发射较强的、最常见的宽带骚扰源，器件的翻转时间越短，对应的逻辑脉冲所占的频谱越宽。5逻辑族CMOSHCMOSTTLLSTTLSTTL开关时间50nS9nS10nS5nS3nSPCB电磁兼容设计ΔI噪声干扰12寄生电容346PCB电磁兼容设计导线的阻抗7

3、频率Hzd=0.65cm10cm1md=0.27cm10cm1md=0.06cm10cm1md=0.04cm10cm1m10Hz51.4µ517µ327µ3.28m5.29m52.9m13.3m133m1k429µ7.14m632µ8.91m5.34m53.9m14m144m100k42.6m712m54m828m71.6m1.090.3m1.071M426m7.12540m8.28714m10783m10.65M2.1335.52.741.33.57503.865310M4.2671.25.482.87.141007.

4、710650M21.33562741435.750038.5530100M42.65471.477150M63.981107115PCB电磁兼容设计共模干扰与差模干扰PCB电磁兼容设计共模干扰E=KfLIE--幅射电场强度(远场)f--电流频率L–线的长度I–共模电流大小PCB电磁兼容设计差模干扰E=Kf2AIE--幅射电场强度(远场)f--电流频率A--回路面积I--回路中电流大小PCB电磁兼容设计电路的差模抗扰性ε=KfAH~ZGVHZLε–电路上的干扰电压f–干扰电磁场频率A--回路面积H–干扰磁场11PC

5、B电磁兼容设计串扰当一根信号线上有高频电流流过时，在PCB板上与之相邻的信号线上就会感应出干扰电压。Dtrace1HHtrace2串扰=K(tr,L)D2H121+()PCB电磁兼容设计一个重要的设计原则布局、布线时应使所有信号回路面积（特别是高频信号和敏感信号回路面积）尽可能小。PCB电磁兼容设计信号回流信号频率较高时的回流分布PCB电磁兼容设计布线设计原则3W原则对于时钟线、差分线对、复位线及其它高速强辐射或敏感线路，当线宽为W时，其与相邻线径的中心线距应大于3W。15PCB电磁兼容设计布线设计原则有过孔存

6、在时的3W原则过孔WW3WW≥WWW3WW地层16PCB电磁兼容设计布线设计原则差分线对的3W原则差分线对≥WW≥2WWWW≥2WW≥W此间距可根据差分线对的阻抗要求进行调整17PCB电磁兼容设计布线设计原则单面板双面板18PCB电磁兼容设计布线设计原则高速信号线不要在分割区上跨越，不要在无关的参考平面上方穿行。19PCB电磁兼容设计布线设计原则地线应该尽量宽，使其有足够的电流承载能力和最小的电感所有高频信号或敏感信号必须紧靠完整的参考平面布线，以保证其有最小的信号回路和连续的阻抗，从而减小

7、信号的反射和辐射，提高信号的稳定性。20PCB电磁兼容设计布线设计原则在模拟电路和射频电路设计中，以及没有电源地平面的双面板中，常常用保护线来对关键信号进行保护，使其免受其它信号的串扰。一般保护线连接地网络，并在线的两端与地相接。频率很高时，保护线上用多个过孔接地，过孔之间的距离应小于板上最高频率所对应波长（λ）的1/20。对于有完整地平面的数字电路，一般不用保护线。21PCB电磁兼容设计布线设计原则高频信号或敏感信号应避免太多的过孔22PCB电磁兼容设计布线设计原则差分对应平行等距等时延走线，保持对称，使电路对共模干扰

8、有良好的抑制。高速信号的走线不允许出现锐角和直角。1GHz以上的信号应该尽量使用圆弧走线。为了减少高频信号的辐射和干扰，高频信号尽量安排在内层。当走线的长度大于信号频率所对应波长（λ）的1/20时必须走内层。23PCB电磁兼容设计布线设计原则I/O信号应避开高速和高di/dt信号等干扰源。连接器上应该安排足够的接地管