高速混合PCB板的电磁兼容性设计

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1、兵工自动化测控技术O.I.Automation2005年第24卷第4期MeasurementandControlTechnique2005,Vol.24,No.4文章编号：1006-1576（2005）04-0099-03高速混合PCB板的电磁兼容性设计12黄盛林，姜海勋（1.海军航空工程学院科研部，山东烟台264001；2.海军航空工程学院研究生管理大队，山东烟台264001）摘要：高速混合PCB的电磁兼容性设计首要解决合理安排布局布线和接地问题。分析基频和高频谐波、信号上升或下降速率，电路的等效分布参数，传导耦合、辐射耦合和不匹配线的辐射、串音干扰等。根据板层、电源平面、时钟电路和高

2、频电路的布线原则进行布局布线。接地选择单点或多点接地。关键词：高速混合PCB板；电磁兼容性；布局布线；接地中图分类号：TN03文献标识码：ADesignofEMCforPCB12HUANGSheng-lin,JIANGHai-xun(1.Dept.ofScientificResearch,NavalAeronauticalEngineeringAcademy,Yantai264001,China;2.BrigadeofGraduate,NavalAeronauticalEngineeringAcademy,Yantai264001,China)Abstract:Theproblemofr

3、easonablelayoutwiringandgroundingisfirstlyresolvedindesignofEMCforPCBwithhigh-speedanddigitalandanalogmixedsignals.Thefundamentalfrequencyandhighfrequencyharmonicwave,changingspeedofsignals,distributingparametersofthecircuit,conductingcoupling,radiatecoupling,radiatingofunsuitedwiresandmixdisturb

4、anceswasanalyzed.TheLayout-wiringwasputupaccordingtooflayersPCB,planeofpowersupply,thelayoutandwiringrulesofclockcircuitandhighfrequencycircuit,Groundingbyonespotormorespotswasselected.Keywords:PCBwithhigh-speedandmixedsignals;EMC;Layout-wiring;Grounding1引言基本元件电磁兼容设计等效元件导线电磁兼容性包括元件级、部件级、设备级、系电阻元件

5、统级和业务级的电磁兼容性。各级电磁兼容性设计电容元件虽有不同的方法，但PCB板的电磁兼容性设计是电感元件否合理直接影响设备的技术指标，即：抗干扰性能、可靠性和稳定性。图1电磁兼容设计等效元件2PCB电磁兼容设计基本问题2.3PCB板的干扰模式任何干扰都存在干扰源、干扰途径和敏感设备2.1电磁兼容设计带宽三要素。电磁兼容性设计都围绕这三要素展开。对PCB板进行电磁兼容性设计同时要考虑基PCB板的电磁干扰主要有以下4种干扰模式：本频率和高频谐波（常取十倍频程）。典型的时钟驱①传导耦合：包括直接传导耦合和公共阻抗动器的边沿速率为2ns，辐射能量的带宽达耦合。直接传导耦合指噪声通过实际元件耦合到

6、被160MHz，其十倍频程的可能辐射能量带宽可达干扰电路。PCB公共阻抗耦合主要是公共地阻抗和1.6GHz。器件的电磁辐射大小与工作频率无直接关公共电源阻抗引起的耦合干扰。由于电源线、接地系，只取决于数字信号的上升或下降沿边沿速率。线和印制线都有一定阻抗，且阻抗是频率、线长、绝不能用脉冲重复周期决定的带宽作为印制电路板线粗、以及印制线的宽度和厚度的函数，所以频率的电磁兼容设计带宽。这就要求在实现电路指标的越高、线越长、越细，则阻抗越大，发生干扰的可前提下，尽可能选择边沿速度慢的逻辑器件。能性越大。2.2等效电路②串扰：串音干扰是信号线路干扰邻近的信PCB板电磁兼容性设计要考虑电路元件及印

7、制号路径。由互连线、印制线之间的分布电容产生的板线条及插头的分布参数，如分布电感、分布电容、串扰用电路和导体的互容和互感来表征。PCB带状分布互电容及传输延迟等。在高频时，所有的电容、线上的串音问题是确定电场（互容）、磁场（互感）电阻、电感、引线和插头都具有分布参数，其等效耦合哪个是主要的。电路如图1。③辐射耦合：PCB中的辐射耦合主要是电缆收稿日期：2004-11-11；修回日期：2005-01-12作者简介：黄盛林（1972-）