第五部分PCB的电磁兼容设计-世纪电源网.PPT

杨继深 2004年5月 电话：010 第六章 PCB的电磁兼容设计 线路板上的电磁兼容问题 走线是主要辐射源 时钟频率越高辐射越强 地线和电源线上的噪声 电源线、地线噪声电压波形 地线干扰对电路的影响 线路板走线的电感 地线网格 电源线噪声的消除 电源解耦电容的正确布置 解耦电容的选择 增强解耦效果的方法 有效滤波的例子 多个电容改善解耦效果 选择合适的电容种类 线路板的两种辐射机理 实际电路的辐射 常用的差模辐射预测公式 脉冲信号差模辐射的频谱 不同逻辑电路为了满足EMI指标要求所允许的环路面积 减小差模辐射的方法 控制高频信号的回路 电路中的强辐射信号 控制回路面积是布线的主要目的 减小面积降低辐射 单层或双层板如何减小环路的面积 不良布线举例一 不良布线举例二 随便设置的地线没有用 地线对辐射的影响 地线对辐射的影响 多层板能减小辐射 地线面上的缝隙的影响 注意过孔的阻抗 六层板的设计 八层板的设计 十层板的设计 线路板边缘的一些问题 扁平电缆的使用 避免面积较大的地线回路 注意隐蔽的辐射环路 直流线的辐射 外拖电缆的共模辐射 “无关”的电缆也辐射 无关电缆辐射机理 地线也辐射 地线辐射产生的原因 共模电流估算（两端设备都接地的情况） 共模电流主要由寄生电容产生 悬浮电缆 共模电流的测量 怎样减小共模辐射 实验电路的辐射 改善地线减小共模电压 减小空间感应的共模电压 两个措施同时采取 滤波器滤除高频成份 滤波器电容量的选择 平衡接口电路 增加共模回路的阻抗 铁氧体磁环 I/O接口布线的一些要点 时钟信号远离电缆接口 用屏蔽电缆抑制共模辐射 屏蔽电缆的评估 不同屏蔽层的传输阻抗 屏蔽层的错误接法 电缆屏蔽层的正确端接 D型连接器的屏蔽层搭接 圆形连接器屏蔽层搭接 接线端子上的屏蔽电缆 尽量减小小辨接法的危害 线路板上的局部屏蔽 干净区域 滤波电容 电源线连接 地线连接 信号滤波器 隔离变压器/光耦隔离器 桥 壕沟 时钟电路、高速电路 CM CM DM CM CM CM CM DM V 辐射环路 V I ZT = V / I 102 103 104 105 106 107 108 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 传输阻抗（m? /m） Hz 铝箔 单层编织 最佳单层编织 双层编织 双层编织 + 一层?金属 双层编织 + 双层?金属 实心铜 CM 利用机械力将 屏蔽层压紧 金属连接器护套 指形簧片 护套与屏蔽层端接 导电弹性衬垫 连接器上紧螺纹 航空连接器 D形连接器 利用一层铜箔做屏蔽盒面 屏蔽盒的接地间隔 ? / 20 所有穿出屏蔽盒的导线经过滤波 片状电容 信号1 电源层 地线层 信号2 低频 高频 模拟地 数字地 A/D变换器 ? ? L 75mm 25mm L : 0 ~ 10cm VAB : 15 ~ 75mV A B 1.5mm PGA 128-pin C/4 PGA 好 不好 好 不好 这种非典型布线具有最好的电磁兼容特性 注意方向 较好 最好 差 很好 很好 电源很好 注意方向 很好 很好 较好 注意方向 关键线（时钟、射频等） 产生较强辐射 无地线 电源层 地线层 20H 最好 较好 差 较好，但端接困难 地线 一部分信号回流经过ABCD A B C D 扁平电缆 这两处都有地线 电源/地线 信号线 电源/地线 信号线 电源 信号线+电源+地线 电源/地线 电源 线 路 板 1 线 路 板 2 线 路 板 3 直流线也会产生射频辐射 I2 CP I3 I1 CP 尽管共模成份的比例很小，但是由于辐射环路大， 仍然是主要的辐射因素 VCM 机箱内的所有信号都会通过电缆辐射！ 不接地线 接上地线 你喜欢 电缆屏蔽层接地吗 ? 地线噪声 电源线电感 信号回路 电源回路 L RW 线路板不接地：ZCM = RW + j?L+ RL + 1/ j?C CP ICM RW L ～ RL 线路板接地：ZCM = RW + j?L+ RL 1?H/m V0 V0 / RL 线路板接地 线路板不接地 CP较大 CP较小 频率MHz 共模 电流 ICM 近场区内: E = 1430I L / (f D3) ?V/m 远场区内: E = 0.63 I L f / D ?V/m 考虑地面反射： E = 1.26 I L f / D