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如何減少PCB板內(nèi)的串?dāng)__世界視訊

2023-05-16 13:03:34 來源:韜略科技EMC

隨著科技發(fā)展和人們消費(fèi)需求,現(xiàn)今電子設(shè)備小型化的趨勢越來越突出,印制電路板(PCB)越做越小。這導(dǎo)致PCB板內(nèi)信號走線之間容易產(chǎn)生無意間耦合,這種耦合現(xiàn)象被稱為串?dāng)_(如圖1)。

圖1.平行走線相互串?dāng)_


(相關(guān)資料圖)

以下列舉一些減少串?dāng)_的PCB布線規(guī)則。

規(guī)則 1:關(guān)鍵信號遠(yuǎn)離I/O信號

需要重點(diǎn)關(guān)注I/O連接口附近的關(guān)鍵布線,因?yàn)樵肼暫苋菀淄ㄟ^這些 I/O 口以輻射或者傳導(dǎo)的形式離開或進(jìn)入電路板。如I/O口直連的信號線與關(guān)鍵信號線靠太近,會(huì)產(chǎn)生耦合效應(yīng)(見圖 2)。

圖2.關(guān)鍵信號與I/O口走線圖示

噪聲會(huì)通過I/O連接線進(jìn)入,并通過PCB內(nèi)部I/O連接線耦合到關(guān)鍵信號上(時(shí)鐘或敏感信號),模型如圖3a。同樣的,關(guān)鍵信號(時(shí)鐘或高速信號)會(huì)將噪聲耦合到PCB內(nèi)部的I/O信號走線,并通過I/O連接線往外輻射,模型如圖3b示:

圖3.關(guān)鍵信號與I/O信號靠太近會(huì)引起潛在的EMC問題

規(guī)則2:高速信號走線盡量短

在高速PCB(> 100MHz)上,高頻信號波長較短,輻射效率高,以至高速信號本身走線形成天線效應(yīng),特別是當(dāng)走線放在頂層或底層時(shí)。這種不必要的輻射可以耦合到相鄰的走線甚至是附近接口連接線。我們建議將高速信號走線畫在PCB中間層,如圖4b所示。這有助于控制來高速信號產(chǎn)生的電磁場,避免出現(xiàn)串?dāng)_或電磁干擾形式的非預(yù)期耦合。如果高速走線走在表層,則應(yīng)使走線盡量短,當(dāng)走線小于電小尺寸(1/10波長)時(shí),天線效應(yīng)會(huì)大大減少。如圖4所示:

圖4. a.信號走表層 b.信號走中間層

規(guī)則3:差分網(wǎng)絡(luò)匹配

理論上,差分對傳輸?shù)男盘柎笮∠嗟?,極性相反,因此差分對產(chǎn)生的EMI會(huì)相互抵消或者忽略。但是,只有在差分對走線長度相等并且盡可能對稱地靠近彼此時(shí)才有效。圖5展示了幾種不同情況的差分對走線。

圖5.差分走線優(yōu)劣對比圖

為了對比差分信號走線好壞的輻射情況,作如下電路仿真,圖6a和圖6b分別是兩組對稱和非對稱走線,走線左端輸入高頻差分信號,右端端接負(fù)載。

圖6. a.對稱走線 b.非對稱走線

我們對以上兩種情況做近場分析,噪聲仿真如圖7:

圖7.a對稱差分走線仿真圖 b非對稱差分走線仿真圖

在1m距離情況下,對比測試輻射發(fā)射情況。30MHz-1GHz的頻段下,對稱走線比非對稱走線噪聲值小8-10db,如圖8所示。

圖8. 1m距離輻射對比數(shù)據(jù)

總的來說,在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中,電路前期設(shè)計(jì)的重要性不容忽視。良好的EMC設(shè)計(jì)可以確保設(shè)備的正常運(yùn)行,避免電磁干擾對其他設(shè)備的影響,并提高產(chǎn)品自身的可靠性。

審核編輯:湯梓紅

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