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如安在电路板阶段就进行EMI处理

现如今各类电子产品都向着小体积集成化发展,小体积为人们带来方便携带的便利,同时也将电磁干扰的问题重新推到了设计者面前。小体积的产品通常都面对

现如今各类电子产品都向着小体积集成化开展,小体积为人们带来便当带着的便当,一起也将电磁搅扰的问题从头推到了规划者面前。小体积的产品一般都面对着愈加扎手的EMI问题,因而与传统产品关于EMI的防备也不由相同,本文将为我们介绍从电路板规划上来对EMI进行操控需求留意的点。

数字电路PCB的EMI操控技能

在处理各种办法的EMI时,有必要具体问题具体分析。在数字电路的PCB规划中,能够从下列几个方面进行EMI操控。

器材选型

在进行EMI规划时,首先要考虑选用器材的速率。任何电路假如把上升时间为5ns的器材换成上升时间为2.5ns的器材,EMI会进步约4倍。EMI的辐射强度与频率的平方成正比,最高EMI频率(fknee)也称为EMI发射带宽,它是信号上升时间而不是信号频率的函数:fknee =0.35/Tr(其间Tr为器材的信号上升时间)

这种辐射型EMI的频率规模为30MHz到几个GHz,在这个频段上,波长很短,电路板上即便十分短的布线也或许成为发射天线。当EMI较高时,电路简单损失正常的功用。因而,在器材选型上,在确保电路功能要求的前提下,应尽量运用低速芯片,选用适宜的驱动/接纳电路。别的,由于器材的引线管脚都具有寄生电感和寄生电容,因而在高速规划中,器材封装办法对信号的影响也是不行忽视的,由于它也是发生EMI辐射的重要因素。一般地,贴片器材的寄生参数小于插装器材,BGA封装的寄生参数小于QFP封装。

衔接器的挑选与信号端子界说

衔接器是高速信号传输的要害环节,也是易发生EMI的薄弱环节。在衔接器的端子规划上可多组织地针,减小信号与地的间隔,减小衔接器中发生辐射的有用信号环路面积,供给低阻抗回流通路。必要时,要考虑将一些要害信号用地针阻隔。

叠层规划

在本钱答应的前提下,添加地线层数量,将信号层紧邻地平面层能够削减EMI辐射。关于高速PCB,电源层和地线层紧邻耦合,可下降电源阻抗,然后下降EMI。

布局

依据信号电流流向,进行合理的布局,可减小信号间的搅扰。合理布局是操控EMI的要害。布局的基本准则是:

模仿信号易受数字信号的搅扰,模仿电路应与数字电路离隔;

时钟线是首要的搅扰和辐射源,要远离灵敏电路,并使时钟走线最短;

大电流、大功耗电路尽量防止安置在板中心区域,一起应考虑散热和辐射的影响;

衔接器尽量组织在板的一边,并远离高频电路;

输入/输出电路接近相应衔接器,去耦电容接近相应电源管脚;

充分考虑布局对电源切割的可行性,多电源器材要跨在电源切割区域鸿沟布放,以有用下降平面切割对EMI的影响;

回流平面(途径)不切割。

布线

阻抗操控:高速信号线会出现传输线的特性,需求进行阻抗操控,以防止信号的反射、过冲和振铃,下降EMI辐射。

将信号进行分类,依照不同信号(模仿信号、时钟信号、I/O信号、总线、电源等)的EMI辐射强度及灵敏程度,使搅扰源与灵敏体系尽或许别离,减小耦合。

严格操控时钟信号(特别是高速时钟信号)的走线长度、过孔数、跨切割区、端接、布线层、回流途径等。

信号环路,即信号流出至信号流入构成的回路,是PCB规划中EMI操控的要害,在布线时有必要加以操控。要了解每一要害信号的流向,关于要害信号要接近回流途径布线,确保其环路面积最小。

对低频信号,要使电流流经电阻最小的途径;对高频信号,要使高频电流流经电感最小的途径,而非电阻最小的途径(见图1)。关于差模辐射,EMI辐射强度(E)正比于电流、电流环路的面积以及频率的平方。(其间I是电流、A是环路面积、f是频率、r是到环路中心的间隔,k为常数。)

因而当最小电感回流途径恰好在信号导线下面时,能够减小电流环路面积,然后削减EMI辐射能量。

要害信号不得跨过切割区域;

高速差分信号走线尽或许选用紧耦合办法;

确保带状线、微带线及其参阅平面符合要求;

去耦电容的引出线应短而宽;

一切信号走线应尽量远离板边际;

关于多点衔接网络,挑选适宜的拓扑结构,以减小信

号反射,下降EMI辐射。

电源平面的切割处理;

电源层的切割

在一个主电源平面上有一个或多个子电源时,要确保各电源区域的连贯性及满足的铜箔宽度。切割线不用太宽,一般为20~50mil线宽即可,以削减缝隙辐射。

地线层的切割

地平面层应坚持完整性,防止切割。若有必要切割,要区分数字地、模仿地和噪声地,并在出口处经过一个公共接地点与外部地相连。为了减小电源的边际辐射,电源/地平面应遵从20H规划准则,即地平面尺度比电源平面尺度大20H(见图2),这样边际场辐射强度可下降70%。

在电路板规划阶段就对EMI处理进行规划是一个十分正确的挑选,其能够为EMI的按捺起到十分重要的效果。假如能在电路板阶段处理好PCB的EMI的问题,关于全体的电磁搅扰按捺有着十分大的优点,一起在电路板阶段进行电磁搅扰处理也是一种最为低本钱有用地办法,期望我们在看过本文之后能更近一步了解其间的知识点.

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