pcb电磁兼容设计（5）

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1、PCB电磁兼容设计电磁兼容技术讲座基本内容信号的频谱分析干扰源分析布线设计技术叠层设计技术地线设计技术电源完整性（PI）分析PCB电磁兼容设计2信号的频谱分析Tτdtrtrτ=d+tr10.5V(t)tPCB电磁兼容设计3信号的频谱分析A1=2τ/TA2=0.64/TfA3=0.2/Ttrf2谐波幅度1/τ1/tr频率（对数）-20dB/dec-40dB/decA1A2A3PCB电磁兼容设计上升（或下降）时间越短，信号所含高频分量越丰富。4常见逻辑器件的上升时间PCB电磁兼容设计逻辑族CMOSHCMOSTTLLSTTLSTTL开关时间50nS9nS10nS5nS3nS举例

2、：如tr=10nS，则频谱带宽为BW=1/πtr=32MHz逻辑器件是一种骚扰发射较强的、最常见的宽带骚扰源，器件的翻转时间越短，对应的逻辑脉冲所占的频谱越宽。5ΔI噪声干扰PCB电磁兼容设计1324寄生电容6共模干扰与差模干扰PCB电磁兼容设计共模干扰PCB电磁兼容设计E=KfLIE--幅射电场强度(远场)f--电流频率L–线的长度I–共模电流大小差模干扰PCB电磁兼容设计E--幅射电场强度(远场)f--电流频率A--回路面积I--回路中电流大小E=Kf2AI电路的差模抗扰性PCB电磁兼容设计ZGZLV~Hε=KfAHε–电路上的干扰电压f–干扰电磁场频率A--回路面积H–

3、干扰磁场10串扰PCB电磁兼容设计当一根信号线上有高频电流流过时，在PCB板上与之相邻的信号线上就会感应出干扰电压。HHDtrace1trace2串扰11一个重要的设计原则PCB电磁兼容设计布局、布线时应使所有信号回路面积（特别是高频信号和敏感信号回路面积）尽可能小。信号回流PCB电磁兼容设计低频：最小电阻【最短距离】高频：最小阻抗【最小面积】信号回流PCB电磁兼容设计信号频率较高时的回流分布布线设计原则PCB电磁兼容设计3W原则对于时钟线、差分线对、复位线及其它高速强辐射或敏感线路，当线宽为W时，其与相邻线径的中心线距应大于3W。15布线设计原则PCB电磁兼容设计差分线对的

4、3W原则WWWW≥2WW≥W≥2W≥W差分线对此间距可根据差分线对的阻抗要求进行调整16布线设计原则PCB电磁兼容设计单面板双面板17不良布线举例PCB电磁兼容设计18布线设计原则PCB电磁兼容设计高速信号线不要在分割区上跨越，不要在无关的参考平面上方穿行。19布线设计原则PCB电磁兼容设计在模拟电路和射频电路设计中，以及没有电源地平面的双面板中，常常用保护线来对关键信号进行保护，使其免受其它信号的串扰。一般保护线连接地网络，并在线的两端与地相接。频率很高时，保护线上用多个过孔接地，过孔之间的距离应小于板上最高频率所对应波长（λ）的1/20。对于有完整地平面的数字电路，一般不

5、用保护线。20布线设计原则PCB电磁兼容设计高速信号的走线不允许出现锐角和直角。1GHz以上的信号应该尽量使用圆弧走线。为了减少高频信号的辐射和干扰，高频信号尽量安排在内层。当走线的长度大于信号频率所对应波长（λ）的1/20时必须走内层。差分对应平行等距等时延走线，保持对称，使电路对共模干扰有良好的抑制。21布线设计原则PCB电磁兼容设计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I/O信号应避开高速和高di/dt信号等干扰源。连接器上应该安排足够的接地管脚。22布线设计原则PCB电磁兼容设计？时钟线应避免换层23布线设计原则PC

6、B电磁兼容设计任意相邻的信号层应尽可能采取垂直正交的布线方向。GroundGroundS1S2S3S424布线设计原则PCB电磁兼容设计不要在单板上布设无意义的线；测试线应尽可能短；不要在信号层上敷地时形成长条导线。信号层上信号线之间的地应通过足够多的过孔接到地平面。25布线设计原则（例）PCB电磁兼容设计26布线设计原则（例）PCB电磁兼容设计27布线设计原则（例）PCB电磁兼容设计28扁平电缆的使用PCB电磁兼容设计最好较好差较好但端接困难29共模干扰的抑制PCB电磁兼容设计PCBPCB共模回路高频磁环30叠层设计PCB电磁兼容设计TopGroundPowerBottom

7、TopGroundPowerBottom四层板叠层设计PCB电磁兼容设计六层板（性能一般）TopGroundPowerBottomS1S2TopGroundPowerBottomS1S2叠层设计PCB电磁兼容设计六层板（性能好）TopGroundPowerBottomGroundS1叠层设计PCB电磁兼容设计八层板TopGroundPowerBottomGroundGroundS1S2TopGroundPowerBottomGroundS1S2S3性能一般性能好叠层设计PCB电磁兼容设计十层板TopGr