emi-emc设计(五)映像平面的分割与隔离

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1、EMI/EMC设计讲座(五)映像平面的分割与隔离设计I/O电路时，有两个地方很重要，那就是：功能子系统和「安静区域（quietarea）」。底下将分别说明。功能子系统每一个I/O应该被视为PCB的不同区块，因为它们各自具有独特的功能与应用。为了避免在子系统之间产生射频耦合，所以必须做分割。一个功能子系统包含了一堆组件，以及相关的支持电路。组件与组件相互紧邻，可以缩短走线绕线的长度，并提高各功能区块的效能。每一位硬件和PCB工程师通常会试着将组件集合在一起，但是由于各种原因，有时这是行不通的。在布线（layout）时，I/O子系统的处理方式和其它PCB区块不一样

2、，这通常是经由布线切割达到的。布线切割加强了讯号的质量和功能的完整性，因为这样可以防止产生具有高频宽的发射器，例如：背板互连、视讯装置、数据接口、以太控制器、SCSI装置、CPU、毁损的串行或平行、视讯、音频、异步/同步通讯端口、软盘控制器、前端显示器、区域和广域网络控制器…等。每一个I/O子系统必须被当成不同的PCB一样。安静区域「安静区域」是和数字电路、模拟电路、供电和接地平面隔离的区域。这种隔离可以避免其它PCB区块内的噪声源，破坏了敏感电路。例如：来自数字区块的供电平面噪声，渗入至模拟装置（模拟区块）、音频装置（音频区块）、I/O滤波器、互连电路…..

3、等的供电接脚，如附图一。图一：安静区域每一个I/O埠（或区块）必须有一个切割的（安静）接地或功率平面。低频I/O埠可以使用靠近于连接器的高频电容（通常是470pF至1,000pF）来回避（bypass）。PCB上的走线绕线必须控制好，以免再次耦合的射频电流流入缆线的屏蔽（shield）内。一个干净的（安静）接地必须位于全部缆线离开系统的点上。供电和接地平面必须同等对待，因为这两种平面都是射频返回电流的可能路径。从交换装置到I/O控制电路的射频返回电流，会将高频宽的交换式射频噪声带至I/O缆线和互联机路中。为了建立一个安静的区域，所以必须做分割。这个安静区域可能

4、是：1100%与I/O讯号隔离，讯号不管是进入或离开都必须透过一个隔离的变压器。2数据线路（dataline）必须过滤。3透过一个高阻抗共模电感来过滤，或者使用一个铁粉芯导线（ferritebead-on-lead）来保护。分割的主要目的是要把不干净的供电、接地平面和其它功能区域，与干净或安静的区域分开。隔离和分割隔离和分割是指组件、电路、供电平面从其它功能装置、区域和子系统中分开。若允许射频电流以辐射或电导方式，被传送至电路板的其它部位，这不仅会造成EMI问题，也会破坏应有的正常功能。隔离是使电路板上的某区域之所有平面没有铜线存在，此没有铜线存在的区域被称为

5、「壕沟（moat）」。没有铜线存在的区域宽度通常是0.05英吋。换句话说，一个隔离的区域是电路板上的一个「孤岛」，类似一个具有城池的城堡。只有那些需要与它作业或互连的走线，才能与这个隔离区域相连接。对讯号和走线而言，「壕沟」就是一个隔离地带，这些讯号和走线与隔离区域、或隔离区域的接口无关。有两种方法可以将走线、供电、接地平面连接至这个「孤岛」上。第一种方法是使用隔离的变压器、光学隔离器、或共模数据线过滤器，来跨越「壕沟」。第二种方法是使用「壕沟」上的一个「桥梁」。隔离也被应用在将高频宽组件与低频电路分开的场合；此外，它也被应用于使I/O界面维持在低的EMI频宽

6、----亦即从I/O互连电路传播出来的射频频谱大小。方法一：隔离这是使用隔离的变压器或光学隔离器来达成的。一个I/O区域必须与PCB的其它部位100%隔绝。只有在金属的I/O连接器上，射频讯号会和底盘的接地平面结合，而且只有透过一个低阻抗、高质量的保护路径来接地。此外，必须将底盘的接地平面和这个隔离区域分开。有时由于设计的需要，必须在I/O缆线的屏蔽接地（或编织隔离）至底盘接地之间使用旁路电容，以取代直接连接。屏蔽接地或泄漏线路（drainwire）是指在接口连接器上的一根独立接脚或线路，和外部I/O缆线的内部泄漏线路与它的聚酯薄膜（mylarfoil）屏蔽相

7、连接，聚酯薄膜屏蔽也位于该缆线内部。在任何情况下，都不能使用尾导线（pigtailwire）将BNC连接器的外层与底盘的接地面或任何接地系统连接在一起。测量结果显示，同样在15至200MHz范围内工作的两个射频讯号，一个在尾导线内传输，另一个在对BNC连接器外层做360度连接的缆线屏蔽内传输，它们之间会有40至50dB的误差。这除了可以降低射频辐射以外，同时也可以提高ESD的免疫能力，因为当发生ESD时，它的导线电感值比较小。对大多数应用而言，最好能将缆线屏蔽连接至BNC连接器外层，并且做360度的连接。这个连接器后盖（backshell）最后和一个隔离壁（b

8、ulkhead）面板结合，此隔离壁包含