地线设计在PCB电磁兼容性中的作用_陈俊美

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1、2011年8月航空精密制造技术Aug.2011第47卷第4期AVIATIONPRECISIONMANUFACTURINGTECHNOLOGYVol.47No.4地线设计在PCB电磁兼容性中的作用陈俊美，魏莹（北京航空精密机械研究所，北京100076）［摘要］简介了电磁兼容性（EMC）的基本概念，并结合某项目实际应用，说明地线设计的一点改变即可在PCB电磁兼容方面起到重要作用。［关键词］电磁兼容性；干扰；地线设计［中图分类号］TM937［文献标识码］B［文章编号］1003-5451（2011）04-0056-04RoleofGroundWireDesigninEMCofPCBCHENJun-me

2、i,WEIYing（BeijingPrecisionEngineeringInstituteForAircraftIndustry,Beijing100076）［Abstract］TheintegrationdegreeofPCB(printedcircuitboard)isveryhighandtheproblemsofcausedbyEMC(electromagneticcompatibility)arethoughtmuchofbyengineer.ThebasicconceptofEMCisintroduced.Combiningwithanapplication,itisshownt

3、hatalittlechangeofgroundwiredesignplaysanimportantroleinEMCofPCB.［Keywords］electromagneticcompatibility;disturbance;groundwiredesign引言在当今数字电路PCB设计中，器件安装密度日益增高，器件的开关速度也越来越高。由于高频数字电路PCB中的线路分布参数是引起电磁干扰（EMI）的主要原因，因此PCB电磁兼容性设计已越来越成为一门实用工程。PCB电磁兼容性设计工程，需要大量的技术、人力及财力支持。最经济有效地电磁兼容性设计方法，图1不同阶段的电磁兼容性费用就是在产品开发

4、的早期阶段充分考虑评估电磁兼容性的技术要求（见图1）。本文结合生产实践，在解决PCB是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对可靠性问题的过程中，研究了地线设计在PCB电磁兼该环境中任何部件构成不能承受的电磁干扰的能力。容设计中所起的重要作用。印制电路板电磁兼容性设计的目的是提高线路本身的抗干扰能力，减小电路板本身的电磁辐射，从而1基本概念保证电路系统工作的可靠性，使设备具有较好的的电磁兼容性。在印制板上采取抗EMI措施，比在其它方电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility-EMC），面采取措施更具有可靠性、稳定性和经济性。·56·《航空精密制造技术》2011年第

5、47卷第4期1.1EMI的产生2技术应用电路系统的EMI主要来自电压瞬变及信号回流。2.1问题提出电压瞬变：高频数字器件开关速度较快，其输出许多电磁干扰问题是由于系统中PCB地线处理信号上升/下降形态的变换就是电压瞬变。信号上升/下不当产生的。在某型号的转台调试过程中，在进行速率降速率越快，其高次谐波分量越丰富，越易通过不合理检测时发现了错误数据。的PCB线路向外辐射电磁能量。高频数字器件输出信速率自检是该转台提供给用户的一个检测平台，号的电压瞬变是EMI的源头所在。用于速率精度和平稳性的检测。检测平台的硬件基础信号回流：在PCB中，任何信号的传输都存在一是周期检测模板，该模板时钟频率>10M

6、Hz，采用双层个通过地线回流的闭环回路。对于高频数字电路PCB，PCB设计。出现速率精度及平稳性超差有两种原因：一每个环路都可等效为一个天线。环路面积越大，产生的是自检功能本身出现了问题，二是转台运行不正常。利EMI越强。信号回流路径是EMI的产生环境。用频率计和转台自检模块同时进行速率精度的检测，一些开展了EMC工程的单位在PCB设计规范中发现频率计没有异常数据出现，而且检测结果也符合制定了“五~五规则”，即要求高于5MHz时钟频率的系技术指标要求。频率计检测是该转台提供给用户的另统，宜采用具有独立地层的多层PCB。其目的就是使信一种检测方式，用频率计测量周期检测板输出的定角号层紧邻地层，使

7、大部分信号能集中在最近的地平面度脉冲之间的时间间隔，和自检是相互独立的两种检测方式，且频率计是国军标中用来检测速率精度及平回流，从而抑制EMI。稳性的仪器，因此可以说明转台运行是正常的，只是自1.2EMI的抑制检功能出现问题。自检流程图如图2。一般情况，主要采用三种措施抑制EMI，即：屏蔽，观察发现自检时出现的异常数据都是2015.滤波，接地。******（单位：s），用秒表测量发现即使出现的数据