lixuebin电磁兼容设计讲座.ppt

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1、PCB可靠性设计授课：李学斌2009年PCB工程师培训材料不稳定因素干扰源敏感设备传播途径PCB设计理论知识PCB设计准备工作1、器件2、布局3、速率4、信号线5、电源6、时钟PCB的EMC分析基本定律克希霍夫定律：任何时域信号由源到负载的传输都必须构成一个完整的回路，一个频域信号由源到负载的传输都必须有一个最低阻抗的路径。法拉第电磁感应定律：当穿过闭合导体回路所限定面积的磁通量发生变化时，在该回路上将产生感应电动势及其感应电流。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，其方向总是阻止该回路磁通量的变化。布局1、按照电

2、路信号的流程安排各个元件的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。A、D电路要分开2、以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。3、尽可能缩短高频元件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。高速与低速数字电路分开布局4、某些元器件和导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。高压器件应尽量布置在调试时手不易接触的地方。5、对于信号线，一定要防止信号线间的耦合问题。骚扰源与敏感器件分开6、重量超过14g的元器件，应

3、当用支架固定，热敏元件要远离发热元件。靠近边框4mm内不允许放置元件。7、对于电位器、可调电感、可调电容、微动开关等可调元件的布局，应考虑整机的结构要求，应放置在便于调节的地方。印制电路板的布局当高速、中速和低速数字电路混用时，在印制板上要给它们分配不同的布局区域。对低电平模拟电路和数字逻辑电路要尽可能地分离。背板的布局在各PCB板内部模拟地与数字地要分开，背板上的模拟地和数字地也要分开AD转换器的接地处理由于AD转换器的模拟地和数字地已在转换器内汇接，因此PCB的模拟地和数字地的汇接点应在转换器下。接地桥对于特别敏

4、感的线路或特别高频的线路，要采用接地桥与周围线路隔离，同时又可保证参考电平一致。布线1、输入输出导线应尽量避免相邻长距离平行（差分线除外）。接地线至少应为1.5mm2、印制传输线拐弯处一般走圆弧型或135·3、布线时应避免使用大面积铜箔，如必须使用最好使用栅格状，并用过孔连接到地。4、印制板传输线的最小宽度由导线与基板间的粘附强度及流过的电流决定的，也要考虑阻抗的控制和生产加工能力。20-H原则20－H原则所有的具有一定电压的印制板都会向空间辐射电磁能量，为减小这个效应，印制板的物理尺寸都应该比最靠近的接地板的物理尺

5、寸小20H，其中H是两个印制板面的间距。按照一般典型印制板尺寸，20H一般为3mm左右。2-W原则当两条印制线间距比较小时，两线之间会发生电磁串扰，串音会使有关电路功能失常。为避免发生这种干扰，应保持任何线条问距不小于二倍的印制线条宽度，即不小于2W，W为印制线路的宽度。印制线条的宽度取决于线条阻抗的要求，太宽会减少布线的密度，增加成本；大窄会影响传输到终端的信号的波形和强度。过孔过孔一般被使用在多层印制电路版中。当是高速信号时，过孔产生1到4nH的电感和0.3到0.8pF的电容到路径。因此，当铺设高速信号通道时，过

6、孔应该被保持到绝对的最小。对于高速的并行线(例如地址和数据线)，如果层的改变是不可避免，应该确保每根信号线的过孔数一样。45度角的路径与过孔相似，直角的路径转动应该被避免，因为它在内部的边缘能产生集中的电场。该场能产生耦合到相邻路径的躁声，因此，当转动路径时全部的直角路径应该采用45度的。短截线短截线产生反射，同时也潜在增加波长可分的天线到电路的可能。虽然短截线长度可能不是任何在系统的已知信号的波长的四分之一整数，但是附带的辐射可能在短截线上产生共鸣。因此，避免在传送高频率和敏感的信号路径上使用短截线。印制板接地首先

7、，要建立分布参数的概念，高于一定频率时，任何金属导线都要看成是由电阻、电感构成的器件。所以，接地引线具有一定的阻抗并且构成电气回路，不管是单点接地还是多点接地，都必须构成低阻抗回路进入真正的地或机架。25mm长的典型的印制线大约会表现15nH到20nH的电感，加上分布电容的存在，就会在接地板和设备机架之间构成谐振电路。印制板接地（续〕其次，接地电流流经接地线时，会产主传输线效应和天线效应。当线条长度为1／4波长时，可以表现出很高的阻抗，接地线实际上是开路的，接地线反而成为向外辐射的夭线。最后，接地板上充满高频电流和干

8、扰场形成的涡流，因此，在接地点之间构成许多回路，这些回路的直径（或接地点间距）应小于最高频率波长的1/20。区域分割时钟电路电磁兼容设计技巧首先要进行恰当的布线，布线层应安排与整块金属平面相邻。这样的安排是为了产生通量对消作用。其次，时钟电路和高频电路是主要的干扰和辐射源一定要单独安排、远离敏感电路。选择恰当的器件是设计成功的重要因素，特别在选