基于电磁兼容技术PCB板的设计(上)
时间:11-05-17 点击:
电磁兼容(EMC)是一门综合性学科,主要研究电磁干扰和抗干扰的问题。电磁兼容性是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下,不因电磁干扰而降低性能,同时它们本身产生的电磁辐射不大于检定的极限电平,不影响其它电子设备或系统的正常运行,并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠地工作的要求。电磁兼容性 (EMC)包括两个方面:产品的电磁辐射性和抗电磁干扰性口一个好的电子产品必须考虑电磁兼容问题,既不能有电磁辐射干扰其他电子设备,又要有较低的电磁敏感度,能抵抗规定的电磁干扰。电磁干扰是电磁骚扰引起的后果,它会使电子设备、传输通道、系统和印刷板组装件的性能下降。印刷板作为电子设备的基础部件,使用中同样存在电场和磁场,有电、磁场存在就有电磁兼容问题,尤其是现代电子设备中大量采用数字电路、高速逻辑电路,信号的传输速度大大提高,这也增大了引起电磁辐射和受电磁干扰的因素,所以考虑电磁兼容问题是印刷电路板设计的重要内容。
2印刷电路板上抑制电磁干扰设计
由于PCB上的电子器件和线路的密集度不断增加,而信号的频率也不断提高,不可避免地会引入E讹(电磁兼容)和阴I(电磁干扰)的问题。
外部的传导干扰和辐射干扰对PCB上的电路基本无影响,实际上在设计中采取正确的措施常常能同时起到抗干扰和抑制发射的作用。在设计印刷电路板时,首先要根据实际需要,选择合适的印制板类型(板材和板层),然后是确定元器件在板上的位置,再依次布局,设计地线、信号线。
2.1印刷电路板的选取
印刷电路板有单面、双面和多层板之分。单面和双面板一般用于低、中密度布线的电路和集成度较低的电路。多层板适用于高密度布线、高集成度芯片的高速数字电路。从电磁兼容的角度来说,多层板可以减小线路板的电磁辐射并提高线路板的抗干扰能力。因为在多层板中,可以设置专门的电源层和地层,使信号线与地线之间的距离仅为线印刷电路板的层间距离。这样板上所有信号的回路面积就可以降至最小,从而有效减小差模辐射。
2.2元器件的布局
设计印刷电路板不仅仅是简单地将各个元器件之间用印制导线连接起来,更重要的是应当考虑电路的特点和要求,正确的摆放元器件。
l)按电路单元和相互有连接关系的元器件应靠近布局。以减少元器件之间的走线和连线的长度,减低辐射和干扰。
2)按电路工作频率或器件的开关速度的相对高低分区布局,从I/0端向板的远端电路工作频率依次降低分布,在较高频率区内,高速震荡器件不应靠近工/0端。
3)容易产生电磁辐射的元器件(如:时钟、震荡器等),远离电磁敏感器件或走线,必要时采取电磁屏蔽措施。