【2017年整理】EMC和ESD.doc

EMC和ESD 一：PCB的EMC设计 1 PCB的EMC简单对策 同系统EMC的解决措施一样,PCB的EMC也要针对其三要素(干扰源、耦合途径、敏感装置)对症下药: 降低EMI强度 切断耦合途径 提高自身的抗扰能力 针对PCB的耦合途径之一传导干扰,我们通常采用扩大线间距、滤波等措施; 针对PCB的耦合途径之二辐射干扰,我们通常主要采取控制表层布线,增加屏蔽等手段; 2、 单板层设置的一般原则 A．元器件下面(顶层、底层)为地平面,提供器件屏蔽层以及顶层布线提供回流平面; B．所有信号层尽可能与地平面相邻(确保关键信号层与地平面相邻),关键信号不跨分割; C．尽量避免两信号层直接相邻; D．主电源尽可能与其对应地相邻; E．兼顾层压结构对称; 具体PCB的层设置时,要对以上原则进行灵活掌握(?),根据实际单板的需求,确定层的排布,切忌生搬硬套.以下为为单板层排布方案,供大家参考: 层数 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 1 1 2 S1 G1 P1 S2 6 1 2 3 S1 G1 S2 P1 G2 S3 6 1 1 4 S1 G1 S2 S3 P1 S4 8 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P1 S3 G3 S4 8 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4 10 2 3 5 S1 G1 P1 S2 S3 G2 S4 P2 G3 S5 10 1 3 6 S1 G1 S2 S3 G2 P1 S4 S5 G3 S6 12 1 5 6 S1 G1 S2 G2 S3 G3 P1 S4 G4 S5 G5 G6 12 2 4 6 S1 G1 S2 G2 S3 P1 G3 S4 P2 S5 G4 S6 以六层板为例,以下有3种方案: A．S1 G1 S2 S3 P1 S4 B． S1 G1 S2 P1 G2 S3 C． S1 G1 S2 G2 P1 S3 优先考虑方案B,并优先考虑布线层S2,其次是S3、S1; 在成本较高时,可采用方案A,优选布线层S1,S2,其次是S3,S4; 对于局部、少量信号要求较高的场合,方案C比方案A更合适;(为什么?) (注意,在考虑电源、地平面的分割情况下,实际情况因分割等因素可能有所出入) 3．电源、地系统的设计 3．1 滤波设计 3．1．1滤波电路的基本概念 ???? 滤波电路是由电感、电容、电阻、铁氧体磁珠和共模线圈等构成的频率选择性网络,低通滤波器是EMC抑制技术中普遍应用的滤波器,低频信号可以很小的衰减通过,而高频信号则被滤除. 3．1．2 电源滤波 电源的滤波有三层: A． 电源经滤波处理后,分别跨入单板各模块,此部分中间的电源通路滤波处理 B． 板级滤波:储能、滤波电容 C． 元件级滤波:去耦电容 3．1．2．1 典型分散式供电单板电源的设计 A．按照原理框图布局,电源流向清晰,避免输入、输出交叉布局; B．先防护,后滤波,防护通道线宽》50MIL; C．各功能模块相对集中、紧凑(如模块电源的CASE管脚上电容靠近CASE管脚放置,且CASE管脚到电容的连线短而粗),严禁交叉、错位; D．整个电流通路布线(或铜箔)线宽满足栽流能力要求,且》50MIL(我司可适当减小) E．电源输入到DC/DC的输入侧,除对应的平面外,一般采用内电层挖空处理,接口电源电源对应区域无其它走线、平面穿过; F．VCC输出滤波电路靠近DC/DC输出位置; 3．1．2．2单板内部电源的设计 A．板内分支电源的设计 板内分支电源常用的为派型滤波、LC滤波或DC/DC变换,此类分支电源的设计要求为: (1) 靠近使用该电源的电路布局;滤波电路布局要紧凑; (2) 整个电源通道的线宽要满足载流需求; B．关键芯片的电源设计 对于一些功耗大、高频、高速器件,其电源要求: (1) 在该芯片周围均匀放置1-4个电容(储能); (2) 对于芯片手册指定的电源管脚, 必须就近放置去藕电容,对去藕无特殊需求的情况下,可酌情考虑放置适当的去藕电容; (3) 滤波电容靠近IC的电源管脚放置,位置、数量适当; 3．2 地设计 ?? 3．2．1常见接地方式及其特点: A． 单点串联接地 B． 单点并联接地 C． 多点接地 D． 混合接地 单点接地的好处是接地线比较明确清楚,但在高频时阻抗大,可能影响IC自身的稳定工作,更多的时候是产生共阻抗干扰耦合到相邻的共地线IC上.我司现在根据单板的工作频率酌情处理,但在频率较高时,建议尽量减少使用单点接地(硬件提供此类要求). 多点接地的优点是IC工作有各自的电流回路,不会产生共地线阻抗的互扰