高速PCB EMC设计注意事项

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高速pcb设计指南之一

高速pcb设计指南之一

高速PCB设计指南之一第一篇PCB布线输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。

必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。

1 电源、地线的处理(1)、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。

(2)、尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)(3)、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。

或是做成多层板,电源,地线各占用一层。

2 数字电路与模拟电路的共地处理数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。

数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。

也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。

3 信号线布在电(地)层上在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。

首先应考虑用电源层,其次才是地层。

因为最好是保留地层的完整性。

4 布线中网络系统的作用标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

5 设计规则检查(DRC)布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面:(1)、线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。

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设计高速电路板的注意事项转自《电子工程专辑》∙叠层数问题∙特性阻抗∙延迟∙EMC我最近针对一篇关于PCB特性阻抗的文章写了封信。

该文阐述了工艺过程的变化是怎样引起实际阻抗发生变化的,以及怎样用精确的现场解决工具(field solver)来预见这种现象。

我在信中指出,即使没有工艺的变化,其它因素也会引起实际阻抗很大的不同。

在设计高速电路板时,自动化设计工具有时不能发现这种不很明显但却非常重要的问题。

然而,只要在设计的早期步骤当中采取一些措施就可以避免这种问题。

我把这种技术称做“防卫设计”(defensive design)。

叠层数问题一个好的叠层结构是对大多数信号整体性问题和EMC问题的最好防范措施,同时也最易被人们误解。

这里有几种因素在起作用,能解决一个问题的好方法可能会导致其它问题的恶化。

很多系统设计供应商会建议电路板中至少应该有一个连续平面以控制特性阻抗和信号质量,只要成本能承受得起,这是个很好的建议。

EMC咨询专家时常建议在外层上放置地线填充(ground fill)或地线层来控制电磁辐射和对电磁干扰的灵敏度,在一定条件下这也是一种好建议。

图1:用电容模型分析叠层结构中的信号问题然而,由于瞬态电流的原因,在某些普通设计中采用这种方法可能会遇到麻烦。

首先,我们来看一对电源层/地线层这种简单的情况:它可看作为一个电容(图1)。

可以认为电源层和地线层是电容的两个极板。

要想得到较大的电容值,就需将两个极板靠得更近(距离D),并增大介电常数(ε▼r▼)。

电容越大则阻抗越低,这是我们所希望的,因为这样可以抑制噪声。

不管其它层怎样安排,主电源层和地线层应相邻,并处于叠层的中部。

如果电源层和地线层间距较大,就会造成很大的电流环并带来很大的噪声。

如果对一个8层板,将电源层放在一侧而将地线层放在另一侧,将会导致如下问题:1. 最大的串扰。

由于交互电容增大,各信号层之间的串扰比各层本身的串扰还大。

2. 最大的环流。

PCB、EMC设计

PCB、EMC设计

总目1 目的2 范围3 定义4 引用标准和参考资料第一部分布局1 层的设置2 模块划分及特殊器件的布局3 滤波4 地的分割与汇接第二部分布线1 传输线模型及反射、串扰2优选布线层3阻抗控制4 特殊信号的处理5 过孔6跨分割区及开槽的处理7 信号质量与EMC第三部分背板的EMC设计1 背板槽位的排列2 背板的EMC设计第四部分射频PCB的EMC设计1 板材2 隔离与屏蔽3滤波4 接地5布线6 其它设计考虑:第五部分附录1 PCB设计中的安规考虑目录1 目的2 范围3 定义4 引用标准和参考资料第一部分布局1 层的设置1.1 合理的层数1.1.1 Vcc、GND的层数1.1.2 信号层数1.2 单板的性能指标与成本要求1.3 电源层、地层、信号层的相对位置1.3.1 Vcc、GND 平面的阻抗以及电源、地之间的EMC环境问题1.3.2 Vcc、GND 作为参考平面,两者的作用与区别1.3.3 电源层、地层、信号层的相对位置2 模块划分及特殊器件的布局2.1 模块划分2.1 .1 按功能划分2 .1.2 按频率划分2.1.3 按信号类型分2.1.4 综合布局2.2 特殊器件的布局2.2.1 电源部分2.2.2 时钟部分2.2.3 电感线圈2.2.4 总线驱动部分2.2.5 滤波器件3 滤波3.1 概述3.2 滤波器件3.2.1 电阻3.2.2 电感3.2.3 电容3.2.4 铁氧体磁珠3.2.5 共模电感3.3 滤波电路3.3.1 滤波电路的形式3.3.2 滤波电路的布局与布线3.4 电容在PCB的EMC设计中的应用3.4.1 滤波电容的种类3.4.2 电容自谐振问题3.4.3 ESR对并联电容幅频特性的影响3.4.4 ESL对并联电容幅频特性的影响3.4.5 电容器的选择3.4.6 去耦电容与旁路电容的设计建议3.4.7 储能电容的设计4 地的分割与汇接4.1接地的含义4.2 接地的目的4.3 基本的接地方式4.3.1 单点接地4.3.2 多点接地4.3.3 浮地4.3.4 以上各种方式组成的混合接地方式4.4 关于接地方式的一般选取原则:4.4.2 背板接地方式4.4.3 单板接地方式第二部分布线1 传输线模型及反射、串扰1.1 概述:1.2 传输线模型1.3 传输线的种类1.3.1 微带线(microstrip)1.3.2 带状线(Stripline)1.3.3嵌入式微带线1.4 传输线的反射1.5 串扰2优选布线层2.1 表层与内层走线的比较2.1.1 微带线(Microstrip)2.1.3 微带线与带状线的比较2.2 布线层的优先级别3 阻抗控制3.1 特征阻抗的物理意义3.1.1 输入阻抗:3.1.2 特征阻抗3.1.3 偶模阻抗、奇模阻抗、差分阻抗3.2 生产工艺对对阻抗控制的影响3.3 差分阻抗控制3.3.1 当介质厚度为5mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.3.2 当介质厚度为13 mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.3.3 当介质厚度为25 mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.4 屏蔽地线对阻抗的影响3.4.1 地线与信号线之间的间距对信号线阻抗的影响3.4.2 屏蔽地线线宽对阻抗的影响3.5 阻抗控制案例4 特殊信号的处理5 过孔5.1 过孔模型5.1.1 过孔的数学模型5.1.2 对过孔模型的影响因素5.2 过孔对信号传导与辐射发射影响5.2.1 过孔对阻抗控制的影响5.2.2 过孔数量对信号质量的影响6 跨分割区及开槽的处理6.1 开槽的产生6.1.1 对电源/地平面分割造成的开槽6.2 开槽对PCB板EMC性能的影响6.2.1 高速信号与低速信号的面电流分布6.2.2 分地”的概念6.2.3 信号跨越电源平面或地平面上的开槽的问题6.3 对开槽的处理6.3.1 需要严格的阻抗控制的高速信号线,其轨线严禁跨分割走线6.3.2 当PCB板上存在不相容电路时,应该进行分地的处理6.3.3 当跨开槽走线不可避免时,应该进行桥接6.3.4 接插件(对外)不应放置在地层隔逢上6.3.5 高密度接插件的处理6.3.6 跨“静地”分割的处理7 信号质量与EMC7.1 EMC简介7.2 信号质量简介7.3 EMC与信号质量的相同点7.4 EMC与信号质量的不同点7.5 EMC与信号质量关系小结:第三部分背板的EMC设计1 背板槽位的排列1.1 单板信号的互连要求1.2 单板板位结构1.2.1 板位结构影响;1.2.2 板间互连电平、驱动器件的选择2 背板的EMC设计2.1 接插件的信号排布与EMC设计2.1.1 接插件的选型2.1.2 接插件模型与针信号排布2.2 阻抗匹配2.3 电源、地分配2.3.1 电源分割及热插拔对电源的影响2.3.2 地分割与各种地的连接2.3.3屏蔽层第四部分射频PCB的EMC设计1 板材1.1 普通板材1.2 射频专用板材2 隔离与屏蔽2.1 隔离2.2 器件布局2.3 敏感电路和强辐射电路2.4 屏蔽材料和方法2.5 屏蔽腔的尺寸3滤波3.1 电源和控制线的滤波3.2 频率合成器数据线、时钟线、使能线的滤波4 接地4.1 接地分类4.2 大面积接地4.3 分组就近接地4.4 射频器件接地4.4 接地时应注意的问题4.5 接地平面的分布5布线5.1 阻抗控制5.2 转角5.3 微带线布线5.4 微带线耦合器5.5 微带线功分器5.6 微带线基本元件5.7 带状线布线5.8 射频信号走线两边包地铜皮6 其它设计考虑:第五部分附录1 PCB设计中的安规考虑1.1 引言1.2 安全标识1.2.1 对安全标识通用准则1.2.2 电击和能量的危险1.2.4 可更换电池1.3 爬电距离与电气间隙1.4 涂覆印制板1.4.1 PCB板的机械强度1.4.2 印制板材料的阻燃等级1.4.3 热循环试验与热老化试验1.4.4 抗电强度试验1.4.5 耐划痕试验1.5 布线和供电工作室技术规范1 目的本指导书旨在指导PCB的EMC设计,将电路EMC设计要求在PCB中得以实现。

画pcb要注意的点

画pcb要注意的点

画pcb要注意的点
在设计和绘制PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)时,有许多重要的注意事项需要考虑,以确保最终的电路板能够正常工
作并符合预期的性能要求。

以下是一些关于画PCB时需要注意的重点:
1. 确保电路板尺寸和布局合适:在设计PCB时,首先要确保电
路板的尺寸和布局能够容纳所有的元件和连接线路,同时要考虑到
电路板的外部尺寸和形状,以确保适配于最终的应用环境。

2. 确保元件布局合理:在布局元件时,要注意避免元件之间的
干扰和干扰,尽量使元件之间的距离足够远,以减少电磁干扰和串
扰的影响。

3. 确保连接线路设计合理:连接线路的设计要考虑到信号传输
的稳定性和可靠性,要避免过长的连接线路和过多的转弯,以减少
信号衰减和延迟。

4. 确保地线和电源线的设计:地线和电源线是PCB设计中非常
重要的部分,要确保地线和电源线的布局合理,避免出现地回路和
电源噪声的问题。

5. 确保PCB层间连接设计:在多层PCB设计中,要注意层间连
接的设计,确保信号传输的稳定性和可靠性,同时要避免层间连接
导致的信号干扰和串扰。

6. 确保元件焊接质量:在焊接元件时,要确保焊接质量良好,
避免出现焊接不良和短路的问题,以确保电路板的正常工作。

7. 确保PCB的阻抗匹配:在高频电路设计中,要注意PCB的阻抗匹配,确保信号传输的稳定性和可靠性。

总的来说,设计和绘制PCB时需要综合考虑电路布局、元件布局、连接线路设计、地线和电源线设计、层间连接设计、元件焊接质量和阻抗匹配等方面的因素,以确保最终的电路板能够正常工作并符合预期的性能要求。

PCB阻抗设计计算以及注意事项

PCB阻抗设计计算以及注意事项

PCB阻抗设计计算以及注意事项PCB阻抗设计计算以及注意事项阻抗设计与计算:阻抗控制四要素相互影响的变化关系:1、H=信号层与参考层间介质厚度;厚度↑,阻抗值↑,厚度↓,阻抗↓2、W=走线宽度;线宽↑,阻抗值↓,线宽↓,阻抗↑3、εr=材料的介电常数;介电↑,阻抗值↓,介电↓,阻抗↑4、T=走线厚度;铜厚↑,阻抗值↓,铜厚↓,阻抗↑(1)、W(设计线宽):该因素一般情况下是由设计决定的。

在设计时请充分考虑线宽对该阻抗值的配合性,为达到该阻抗值在一定的H、Er和使用频率等条件下线宽的使用是有一定的限制的。

(2)、S(间距):阻抗线之间的间距主要由客户决定,在工程制作时应充分考虑到补偿与生产加工的控制。

(3)、T(铜厚):设计时应考虑到电镀加厚对铜厚的影响,一般情况加厚厚度为18-25um;(4)、H(介质厚度):设计时应考虑层压结构的对称性与芯板的库存;在对残铜率较低的板,理论上的计算厚度与实际操作过程所形成的实际厚度会有差异。

设计时对该因素应予以充分的虑。

阻抗设计的注意事项:1、阻抗线必须有对应的参考平面,且参考平面必须完整;2、不同类型阻抗线应区分标示;3、相邻导线间的走向互相垂直步设或采用阶梯斜向45°走线;4、同一层上线宽一样的阻抗线对应的参考平面一致时,避免出现不同的阻抗要求值;5、使用标准铜厚,且成品铜厚不超过2OZ;6、尽可能减少阻抗线跨层7、共面阻抗的辐射更低,电场和磁场的耦合干扰更小,优于微带线8、过孔本身存在寄生电容和寄生电感,过孔的寄生电容会延长信号上升时间,降低电路的速度,过孔的寄生电感会消弱旁路电容的作用,消弱整个电源系统的滤波效果,因此须减少阻抗线附近的接地PTH过孔设计9、同样不合理的焊盘,铜点干扰也能导致阻抗的不连续性,因此须减少阻抗线旁间距很小的。

PCB-EMC设计指导书

PCB-EMC设计指导书

PCB EMC 设计指导书前 言本技术规范根据国家标准GJB72-85和原邮电部标准以及国际标准系列标准编制而成。

本规范于2008年1月1日首次发布。

本规范起草单位:品石电子技术研发工作室 本规范主要起草人:叶有福 本规范批准人:电磁兼容性(EMC-Electromagnetic Compatibility),定义为:设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。

即:该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级;它也不会使同一电磁环境中其他设备(分系统、系统),因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。

纵观国内外业界精英的做法,无一不是在产品的预研、开发阶段投入大量精力,在设计阶段开展EMC 工作,避免可能出现的电磁兼容问题。

中国品石电子研发工作室在EMC 等产品专项工程方面也开展了一系列的研究并取得一定的成绩,做出一些探索性的工作。

作为EMI 的源头,器件选型、原理设计、PCB 设计已逐渐引起重视,硬件开发人员对PCB 的EMC 设计提出了要求。

为了对PCB 的EMC 设计成果加以总结、推广,同时对一些未知的领域进行积极的探索,编制了《PCB 的EMC 设计指导书》。

文中的有些观点、建议仅仅是现有工作经验的总结,由于EMC 领域的诸多未知因素,加上编者的水平有限,错误、疏漏之处在所难免,还望大家不断批评、指正。

对于本文的任何不明白之处,以及任何有益建议请与中国品石电子技术研发工作室联系,共同探讨PCB 的EMC 设计过程中的任何实际问题。

编者总目1 目的2 范围3 定义4 引用标准和参考资料第一部分布局1 层的设置2 模块划分及特殊器件的布局3 滤波4 地的分割与汇接第二部分 布线1 传输线模型及反射、串扰2 优选布线层3 阻抗控制4 特殊信号的处理5 过孔6 跨分割区及开槽的处理7 信号质量与EMC第三部分 背板的EMC设计1 背板槽位的排列2 背板的EMC设计第四部分 射频PCB的EMC设计1 板材2 隔离与屏蔽3 滤波4 接地5 布线6 其它设计考虑:第五部分 附录1 PCB 设计中的安规考虑目录1 目的2 范围3 定义4 引用标准和参考资料第一部分布局1 层的设置1.1 合理的层数1.1.1 Vcc、GND的层数 1.1.2 信号层数1.2 单板的性能指标与成本要求1.3 电源层、地层、信号层的相对位置1.3.1 Vcc、GND 平面的阻抗以及电源、地之间的EMC环境问题 1.3.2 Vcc、GND 作为参考平面,两者的作用与区别 1.3.3 电源层、地层、信号层的相对位置 2 模块划分及特殊器件的布局2.1 模块划分2.1 .1 按功能划分 2 .1.2 按频率划分 2.1.3 按信号类型分 2.1.4 综合布局 2.2 特殊器件的布局 2.2.1 电源部分 2.2.2 时钟部分 2.2.3 电感线圈 2.2.4 总线驱动部分 2.2.5 滤波器件 3 滤波3.1 概述3.2 滤波器件 3.2.1 电阻 3.2.2 电感 3.2.3 电容3.2.4 铁氧体磁珠 3.2.5 共模电感 3.3 滤波电路3.3.1 滤波电路的形式3.3.2 滤波电路的布局与布线3.4 电容在PCB 的EMC 设计中的应用 3.4.1 滤波电容的种类 3.4.2 电容自谐振问题3.4.3 ESR 对并联电容幅频特性的影响 3.4.4 ESL 对并联电容幅频特性的影响 3.4.5 电容器的选择3.4.6 去耦电容与旁路电容的设计建议 3.4.7 储能电容的设计 4 地的分割与汇接 4.1 接地的含义 4.2 接地的目的 4.3 基本的接地方式 4.3.1 单点接地 4.3.2 多点接地 4.3.3 浮地4.3.4 以上各种方式组成的混合接地方式 4.4 关于接地方式的一般选取原则: 4.4.2 背板接地方式 4.4.3 单板接地方式第二部分 布线1 传输线模型及反射、串扰 1.1 概述: 1.2 传输线模型 1.3 传输线的种类1.3.1 微带线(microstrip ) 1.3.2 带状线(Stripline ) 1.3.3嵌入式微带线 1.4 传输线的反射 1.5 串扰2 优选布线层2.1 表层与内层走线的比较 2.1.1 微带线(Microstrip ) 2.1.3 微带线与带状线的比较 2.2 布线层的优先级别 3 阻抗控制3.1 特征阻抗的物理意义 3.1.1 输入阻抗: 3.1.2 特征阻抗3.1.3 偶模阻抗、奇模阻抗、差分阻抗 3.2 生产工艺对对阻抗控制的影响 3.3 差分阻抗控制3.3.1 当介质厚度为5mil 时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势 3.3.2 当介质厚度为13 mil 时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势 3.3.3 当介质厚度为25 mil 时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势 3.4 屏蔽地线对阻抗的影响3.4.1 地线与信号线之间的间距对信号线阻抗的影响 3.4.2 屏蔽地线线宽对阻抗的影响 3.5 阻抗控制案例 4 特殊信号的处理 5 过孔5.1 过孔模型5.1.1 过孔的数学模型5.1.2 对过孔模型的影响因素5.2 过孔对信号传导与辐射发射影响 5.2.1 过孔对阻抗控制的影响5.2.2 过孔数量对信号质量的影响 6 跨分割区及开槽的处理6.1 开槽的产生6.1.1 对电源/地平面分割造成的开槽 6.2 开槽对PCB 板EMC 性能的影响6.2.1 高速信号与低速信号的面电流分布 6.2.2 分地”的概念6.2.3 信号跨越电源平面或地平面上的开槽的问题 6.3 对开槽的处理6.3.1 需要严格的阻抗控制的高速信号线,其轨线严禁跨分割走线 6.3.2 当PCB 板上存在不相容电路时,应该进行分地的处理 6.3.3 当跨开槽走线不可避免时,应该进行桥接 6.3.4 接插件(对外)不应放置在地层隔逢上 6.3.5 高密度接插件的处理 6.3.6 跨“静地”分割的处理 7 信号质量与EMC7.1 EMC简介7.2 信号质量简介7.3 EMC与信号质量的相同点 7.4 EMC与信号质量的不同点 7.5 EMC与信号质量关系小结:第三部分 背板的EMC设计1 背板槽位的排列1.1 单板信号的互连要求 1.2 单板板位结构1.2.1 板位结构影响;1.2.2 板间互连电平、驱动器件的选择 2 背板的EMC设计2.1 接插件的信号排布与EMC设计 2.1.1 接插件的选型2.1.2 接插件模型与针信号排布 2.2 阻抗匹配2.3 电源、地分配2.3.1 电源分割及热插拔对电源的影响 2.3.2 地分割与各种地的连接 2.3.3屏蔽层第四部分 射频PCB的EMC设计1 板材1.1 普通板材 1.2 射频专用板材 2 隔离与屏蔽2.1 隔离 2.2 器件布局2.3 敏感电路和强辐射电路 2.4 屏蔽材料和方法 2.5 屏蔽腔的尺寸 3 滤波3.1 电源和控制线的滤波3.2 频率合成器数据线、时钟线、使能线的滤波 4 接地4.1 接地分类 4.2 大面积接地 4.3 分组就近接地 4.4 射频器件接地4.4 接地时应注意的问题 4.5 接地平面的分布 5 布线5.1 阻抗控制 5.2 转角5.3 微带线布线 5.4 微带线耦合器 5.5 微带线功分器 5.6 微带线基本元件 5.7 带状线布线5.8 射频信号走线两边包地铜皮 6 其它设计考虑:第五部分 附录1 PCB 设计中的安规考虑 1.1 引言 1.2 安全标识1.2.1 对安全标识通用准则 1.2.2 电击和能量的危险 1.2.4 可更换电池1.3 爬电距离与电气间隙 1.4 涂覆印制板1.4.1 PCB 板的机械强度1.4.2 印制板材料的阻燃等级 1.4.3 热循环试验与热老化试验 1.4.4 抗电强度试验 1.4.5 耐划痕试验 1.5 布线和供电工作室技术规范1 目的本指导书旨在指导PCB 的EMC 设计,将电路EMC 设计要求在PCB 中得以实现。

汽车pcb注意事项

汽车pcb注意事项
1. PCB设计要满足汽车行业的严格标准和要求,包括耐高温、耐振动、防尘防潮、抗电磁干扰等特性。

2. PCB设计应考虑汽车电子系统的可靠性和稳定性,确保电
路运行稳定,不会因震动或温度变化而导致故障。

3. PCB设计应提供足够的功率和地线割接,以确保电流传输
的稳定性和可靠性。

4. PCB设计应遵循汽车电气系统的安全标准,确保电路不会
引发火灾或其他危险。

5. PCB设计应考虑汽车电子系统的可维护性,方便维修和更
换电路板。

6. PCB设计要考虑汽车电磁兼容性,避免电磁干扰对其他系
统造成干扰。

7. PCB设计需采用符合汽车环境要求的材料,例如抗高温材料、防尘防潮材料等。

8. PCB设计要合理布局电路,在有限空间内最大限度地减少
线路长度,降低信号传输时延。

9. PCB设计要合理规划散热结构,保证电子元器件不过热。

10. PCB设计要严格遵守相关法规和标准,确保产品合法合规。

emc电路设计要点总结

emc电路设计要点总结
EMC(电磁兼容)电路设计是确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰的重要部分。

以下是EMC电路设计的要点总结:
1. 地线设计,良好的地线设计是EMC电路设计的关键。

地线应该被视为电路中的一个重要元素,而不仅仅是一个连接点。

合理的地线布局可以减少回流路径的电流,减小回流路径的环路面积,从而减小电磁辐射。

2. 电源线滤波,在电路设计中使用电源线滤波器可以有效地抑制电磁干扰,使设备在电源线上受到的电磁干扰降到最低。

常见的滤波器包括LC滤波器和PI滤波器。

3. 屏蔽设计,在高频电路中,使用屏蔽罩或屏蔽壳可以有效地隔离电磁辐射,减小电磁波的传播范围,从而降低对周围设备的干扰。

4. 地线隔离,对于一些特殊的电路,需要进行地线隔离设计,以避免不同地点之间的电流环路,减小电磁辐射。

5. 电磁辐射测试,在设计完成后,需要进行电磁辐射测试,以验证设计的电路是否符合EMC标准,确保设备在实际使用中不会对周围环境产生电磁干扰。

6. 防护元件选择,在电路设计中,选择合适的防护元件如TVS 二极管、瞬态抑制器等,可以有效地保护电路不受外部电磁干扰的影响。

7. 地线回流路径设计,合理设计地线回流路径可以减小电磁辐射,降低电磁干扰。

综上所述,EMC电路设计的要点包括地线设计、电源线滤波、屏蔽设计、地线隔离、电磁辐射测试、防护元件选择和地线回流路径设计。

通过合理的设计和测试,可以确保电子设备在电磁环境中能够正常工作并且不会对周围的设备和系统造成干扰。

PCB EMC设计指导书

PCB EMC设计指导书PCB EMC设计指导书1.引言1.1 目的1.2 背景1.3 范围2.PCB EMC设计概述2.1 什么是EMC2.2 PCB EMC设计的重要性2.3 设计目标3.PCB布局设计3.1 输入/输出接口的位置3.2 分离功率和信号地平面3.3 高速信号走线原则3.4 阻抗匹配和信号完整性3.5 PCB层次规划3.6 环境和电源噪声隔离4.PCB布线设计4.1 信号走线规则4.2 地线和电源线布线 4.3 信号层划分和分区 4.4 信号走线长度匹配 4.5 差分信号和匹配长度 4.6 杂散电磁辐射控制4.7 EMI接地技术5.PCB元件布置5.1 元件位置分布5.2 元件间距和方向5.3 散热和EMI6.PCB层次规划6.1 层次分析和规划6.2 电源和地层规划6.3 信号层规划6.4 可控阻抗层规划6.5 阻隔层规划7.PCB阻抗控制7.1 基本阻抗概念7.2 阻抗控制要点7.3 阻抗控制方法8.PCB功耗和热管理8.1 PCB功耗分析和管理8.2 散热设计原则8.3 散热技术和方法9.PCB辐射和抗干扰设计9.1 PCB辐射机制和影响因素 9.2 辐射源和传播路径分析9.3 PCB抗干扰设计技巧10.PCB测试和认证10.1 EMC测试介绍10.2 测试方法和标准10.3 公司或组织认证要求11.附件11.1 示例PCB设计文件11.2 相关参考文档和资料法律名词及注释:1.EMC(Electromagnetic Compatibility)电磁兼容性,是指设备在一定的电磁环境下,能够正常工作而不对其它设备和环境造成不可接受的电磁干扰。

2.PCB(Printed Circuit Board)印刷电路板,是一种用于承载电子元件和实现电路连接的板状载体。

3.EMI(Electromagnetic Interference)电磁干扰,是指电磁能量在电路或设备之间的传播,导致电路或设备的异常运行或性能下降。

电路设计中的EMC问题与解决方法

电路设计中的EMC问题与解决方法导言在电路设计与开发的过程中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)问题是一个必须重视的方面。

EMC问题的存在可能导致电子设备间的互相干扰,甚至造成设备的损坏。

因此,了解EMC问题的原因和解决方法对于电路设计师来说至关重要。

EMC问题的原因1. 电磁辐射(Electromagnetic Radiation):当电流在电路中流动时,会产生磁场,这个磁场会在空间中扩散并形成电磁波。

如果电磁波强度较高,就会造成电磁干扰,影响其他电子设备的正常工作。

2. 电磁感应(Electromagnetic Induction):当设备接收到外部电磁波时,其内部的电子元器件可能产生感应电流,从而引起设备的故障或异常。

3. 外部电压(External Voltages):在电路设计过程中,如果没有正确处理设备外部电源供电、地线引入等问题,外部电压可能会导致电磁兼容性问题。

EMC问题的解决方法1. 接地设计(Grounding Design):合理的接地设计能够有效降低电路的电磁辐射以及电磁感应。

在接地设计中,需要注意将设备的接地点与电源的接地点相连,以保证信号的返回路径更加稳定。

2. 滤波设计(Filtering Design):通过在电路中加入滤波电路,可以降低电磁干扰的频率范围,使设备对外界干扰的影响减小。

滤波器的选择和设计需要根据实际情况进行,合理选择滤波器的参数和频率范围。

3. 屏蔽设计(Shielding Design):通过在电路设计中添加屏蔽罩或屏蔽材料,可以阻挡或吸收外界的电磁波,减少电磁干扰。

在屏蔽设计中,需要注意材料的选择和屏蔽罩的结构设计,以提高屏蔽效果。

4. 引线布局(Routing Layout):电路引线的布局和走线方式也会对电磁兼容性产生影响。

合理布局电路引线,减小引线之间的交叉和谐振现象,可以有效减少电磁辐射和电磁感应。

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高速PCB EMC设计注意事项
3.1 走线的高频特性PCB上的走线是有阻抗、电容和电感特性的。

在高频情况下,印刷线路板上的走线、过孔、电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。

电容的分布电感不可忽略,电感的分布电容不可忽略。

电阻会产生对高频信号的反射和吸收。

走线的分布电容也会起作用。

当走线长度大于噪声频率相应波长的1/20时,就产生天线效应,噪声通过走线向外发射。

印刷线路板的过孔大约引起0.5pF的电容。

一个集成电路本身的封装材料引入2~6pF电容。

一个线路板上的接插件,有520nH的分布电感。

一个双列直插的24引脚集成电路插座,引入4~18nH的分布电感。

这些小的分布参数对于运行在较低频率下的微控制器系统是可以忽略不
计的,但对于高速系统必须予以特别注意。

避免PCB走线分布参数影响的措拖如下:
(1)增大走线的间距以减少电容耦合的串扰,遵循3W原则;
(2)平行地布电源线和地线以使PCB电容达到最佳;
(3)将敏感的高频线布在远离高噪声电源线的地方以减少相互之间的耦合;
(4)加宽电源线和地线以减少电源线和地线的阻抗。

3.2 分割分割是指用物理上的分割来减少不同类型线之间的耦合,尤其是通过电源线和地线的耦合。

给出了用分割技术将4个不同类型的电路分割开的例子。

在地线面,非金属的沟用来隔离四个地线面。

L和C作为板子上的每一部分的过滤器,减少不同电路电源面间的耦合。

高速数字电路由于其更高的瞬时功率需求而要求放在靠近电源入口处。

接口电路可能会需要抗静电放电(ESD)和暂态抑制的器件或电路来提高其电磁抗扰性,应独立分割区域。

对于L和C来说,最好不同分割区域使用各自的L和C,而不是用一个大的L和C,因为这样它便可以为不同的电路提供不同的滤波特性。

PCB地线分割。

3.3 基准面的射频电流抑制不管是对多层PCB的基准接地层还是单层PCB的地线,电流的路径总是从负载回到电源。

返回通路的阻抗越低,PCB的电磁兼容性能越好。

由于流动在负载和电源之间的射频电流的影响,长的返回通路将在彼此之间产生射频耦合,因此返回通路应当尽可能的短,环路区域应当尽可能的小。

3.4 布线分离布线分离的作用是将PCB同一层内相邻线路之间的串扰和噪声耦合最小化。

所有的信号(时钟,视频,音频,复位等等)在线与线、边沿到边沿间应在空间上远离。

为了进一步的减小电磁耦合,将基准地布放在关键信号附近或之间以隔离其他信号线上产生的或信号线相互之间产生的耦合噪声。

3.5 电源线设计根据印制线路板电流的大小,尽量加粗电源线宽度,减少环路电阻。

同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。

3.6 反射干扰抑制为了抑制出现在印制线终端的反射干扰,除了特殊需要之外,应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路。

必要时可加终端匹配。

终端匹配方法比较多,常见终端匹配方法。

根据经验,对一般速度较快的TTL电路,其印制线条长于10cm 以上时就应采用终端匹配措施。

匹配电阻的阻值应根据集成电路的输出驱动电流及吸收电流的最大值来决定。

时钟信号较多采用串联匹配。

常用终端匹配方法时钟信号的匹配。

3.7 保护与分流线路在时钟电路中,局部去耦电容对于减少沿着电源干线的噪声传播有着非常重要的作用。

但是时钟线同样需要保护以免受其他电磁干扰源的干扰,否则,受扰时钟信号将在电路的其他地方引起问题。

设置分流和保护线路是对关键信号(比如:对在一个充满噪声的环境中的系统时钟信号)进行隔离和保护的非常有效的方法。

PCB内的分流或者保护线路是沿着关键信号的线路两边布放隔
离保护线。

保护线路不仅隔离了由其他信号线上产生的耦合磁通,而且也将关键信号从与其他信号线的耦合中隔离开来。

分流线路和保护线路之间的不同之处在于分流线路不必两端端接(与地连接),但是保护线路的两端都必须连接到地。

为了进一步的减少耦合,多层PCB中的保护线路可以每隔一段就加上到地的通路。

3.8 去耦在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。

例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。

局部去耦能够减少沿着电源干线的噪声传播。

连接着电源输入口与PCB之间的大容量旁路电容起着一个低频骚扰滤波器的作用,同时作为一个电能贮存器以满足突发的功率需求。

此外,在每个IC的电源和地之间都应当有去耦电容,这些去耦电容应该尽可能的接近IC引脚,这将有助于滤除IC的开关噪声。

配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制线路板的可靠性设计的一种常规做法,配置原则如下:(1)电源输入端跨接10~100μF的电解电容器。

如有可能,接100μF以上的更好。

(2)原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01μF的瓷片电容,如遇印制板空隙不够,可每4~8个芯片布置一个1~10μF的钽电容。

这种器件的高频阻抗特别小,在500kHz~20MHz 范围内阻抗小于1Ω,而且漏电流很小(0.5μA以下)。

最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种结构在高频时表现为电感。

(3)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件,如RAM、ROM存储器件,应在芯片的电源线和地线之间直接接入高频退耦电容。

(4)电容引线不能太长,尤其是高频旁路电容不能有引线。

去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f计算:即10MHz取0.1μF。

对微控制器构成的系统,取0.1~0.01μF之间都可以。

好的高频去耦电容可以去除高到1GHz的高频成份。

陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。

此外,还应注意以下两点:
(1)在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时.操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC吸收电路来吸收放电电流。

一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

(2)CMOS的输入阻抗很高,且易受感应,因此在使用时对不用端要通过电阻接地或接正电源。

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