EMC设计经验分享之线路板EMC设计技术.ppt

课程名称 目录 EMC定义 EMC：Electromagnetic compatibility，电磁兼容性 EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作，同时也不对其他设备产生影响工作的干扰。 EMC三要素，缺少任何一个都构不成EMC问题。 常见EMC测试项目 ESD：Electrostatic discharge EMI（AV产品） 电源线端的传导骚扰：150KHZ~30MHZ 吸收钳法测骚扰功率：30MHZ~ 300MHZ 辐射发射　　　　　： 30MHZ~ １ＧHZ 产品EMC设计 系统设计：在产品进行系统设计时就应该开始考虑ＥＭＣ设计。 结构ＥＭＣ设计：包括布局设计、屏蔽设计、接地设计、滤波设计等。 　　设计原则：１、能屏蔽的尽量屏蔽；２、金属件一定要充分接　地；３、在布局设计时要尽量减少减短互连电缆线; 4、缝隙要尽量小,敏感电路离缝隙尽量远等。 线路板ＥＭＣ设计：接下来我们要重点讨论学习的。 　 目录 目录 基础知识 差模电流和共模电流 关于辐射的一个重要基本观念是“电流导致辐射，而非电压”。静态电荷产生静电场，恒定电流产生磁场，时变电流即产生电场又产生磁场。 在任何电路中都存在共模电流和差模电流。 一般来说，差分模式信号携带数据或有用信号（信息）。共模模式是差分模式的负面效果。 基础知识 差模电流 大小相等，方向（相位）相反。 由于走线的分布电容、电感，信号走线阻抗不连续，以及信号回流路径流过了意料之外的通路等，差模电流会转换成共模电流。 基础知识 共模电流 大小不一定相等，方向（相位）相同。 设备对外的干扰多以共模为主，差模干扰也存在，但是共模干扰强度常常比差模强度的大几个数量级。 外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模干扰。 基础知识 共模电流和差模电流的磁场分布 差模电流的磁场主要集中在差模电流构成的回路面积之内，而回路面积之外的磁力线会相互抵消；而共模电流的磁场，在回路面积之外，共模电流产生的磁场方向相同，磁场强度反而加强。 这个概念非常重要，PCB的很多EMC设计都遵循这个规则。 基础知识 基础知识 差模辐射和共模辐射场强计算公式 基础知识 总结：在线路板上抑制干扰的途径有： 1、减小差模信号回路面积； 2、减小高频噪声电流（滤波、隔离及匹配）； 3、减小共模电压（接地设计）。 在PCB的EMC设计中，上述的1、3点是PCB EMC设计的关键目的。 基础知识 基础知识 基础知识 微带线和带状线的比较 微带线的传输延时比带状线低。 微带线位于表层，直接对外辐射，带状线位于内层，有参考平面屏蔽。 微带线可见，便于调试，带状线不可见，调试不方便。 对于带状线，由于其夹在两平面之间，其辐射途径得到较好的控制，其主要对外传播途径为传导，即我们需要重点考虑提其供电过程中的电源、地的纹波以及与相邻走线之间的串扰。 对于微带线，除传导途径外，其自身对外的辐射对EMC指标至关重要。 目录 PCB设计原则 【设计原则】：时钟频率超过5MHz，或信号上升时间小于5ns时，一般需要使用多层板设计。 【原理分析】：采用多层板设计时，信号回路面积能够得到很好的控制。 PCB设计原则 【设计原则】：对于多层板，关键布线层（时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层）应与完整地平面相邻，优选两地平面之间。 【原理分析】：关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线，靠近地平面布线能够使其信号回路面积减小，减小其辐射强度或提高抗干扰能力。 PCB设计原则 【设计原则】：对于单层板，关键信号线两侧应该布“Guide Ground Line”。 【原理分析】：关键信号线两侧地“保卫地线”一方面可以减小信号回路面积，另外，还可以防止信号线与其他信号线之间地串扰。 PCB设计原则 【设计原则】：对于双层板来说，要求关键信号线地投影平面上有大面积铺地，或者同单层板地处理办法，设计“Guide Ground Line”。 【原理分析】：原因同多层板中的“关键信号线靠近地平面布线”。 PCB设计原则 【设计原则】：多层板中，电源平面应相对于其相邻地平面内缩（建议值5H～20H）。 【原理分析】：电源平面相对于其回流地平面内缩可以有效抑制“边缘辐射”问题。 PCB设计原则 【设计原则】：布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。 【原理分析】：布线层如果不在其回流平面层地投影区域内，在布线时将会有信号线在投影区域外，导致“边缘辐射”问题，并且还会