5 基于电磁兼容的高速无线节点PCB设计与仿真.pdf

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1、第35卷第3期电子器件Vol．35No．32012年6月ChineseJournalofElectronDevicesJun．2012DesignandSimulationofEMCforHighSpeedWirelessNodesPCB*WUChao，WUMingzan，LIZhu(SchoolofAutomation，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract:Becauseofthehigh-speedcircuite

2、xistedinthedesignofwirelessnodePCB(PrintedCircuitBoard)，theEMCproblemsisinevitiable．Throughthesimulationofsignallinewithautomaticwiring，reflectionsandcrosstalkhasagreatimpactonsignals．AftermanuallyadjustingparametersaccordingtotheprincipleofEMC(Electromag-netic

3、compatibility)，reflectionsandcrosstalkhaveeffectivelyinhibited．ThusmanuallyadjustingPCBwiringac-cordingtotheprincipleofEMCissuperiortoautomaticallygeneratingPCBwiringdesign．Keywords:EMC;highspeedPCB(PrintedCircuitBoard);wirelessnodes;wiringsimulationEEACC:1130d

4、oi:10．3969/j．issn．1005－9490．2012．03．011基于电磁兼容的高速无线节点PCB设计与仿真*吴超，吴明赞，李竹(南京理工大学自动化学院，南京210094)摘要:在无线节点PCB的设计过程中，由于存在高速电路，所以不可避免的会出现电磁兼容问题。对自动布线后的信号线进行仿真发现反射和串扰对信号的影响较大。根据电磁兼容布局布线原则对出现问题的信号线手动调整参数重新布线，调整后再一次进行仿真，此时反射和串扰得到了有效的抑制。由此可见，根据电磁兼容设计原则手动布线后的PCB性能优于自动生成的PCB

5、布线设计。关键词:电磁兼容性;高速PCB;无线节点;布线仿真中图分类号:TN941文献标识码:A文章编号:1005－9490(2012)03－0291－05电子产品越来越趋向高速、宽带、高灵敏、高密如图1所示。集度和小型化，这种趋势导致了电磁兼容问题更加微处理器模块选择TI公司型号为TMS320F2812严重。高速数字电路PCB是一个典型的代表，PCB的DSP芯片，ZigBee模块选用CC2430，GPRS模块选［1］的电磁兼容(EMC)问题是目前高速PCB设计中择MC55。其中CC2430通信模块接受无线传感网络急

6、待解决的技术难题。要使电子电路获得最佳性节点传输来的参数数据，MC55主要实现数据的无线能，除了元器件的选择和电路设计之外，良好的拨号GPRS连接。DSP主要协调控制各部分有效的PCB布局布线在电磁兼容性中也是非常重要的因工作。素。本文针对基于DSP的无线节点PCB考虑电磁兼容性进行分析，分别对自动布线和根据电磁兼容设计原则手动布线后的PCB板进行仿真比较分析。1无线节点原理介绍本文设计的无线节点主要由微处理器模块、ZigBee模块和GPRS模块三部分组成。其原理框图图1无线节点原理框图收稿日期:2012－02－25

7、修改日期:2012－03－15292电子器件第35卷2．3PCB布局布线原则2基于电磁兼容的PCB设计分析综合上述电磁兼容分析设计以及高速PCB的2．1PCB电磁兼容分析特点，提出以下布局布线原则:由于PCB板上存在大量数字器件和模拟器件，(1)尽量缩短高频元器件之间的连线，减小它这些器件工作时会引起电路板内电源电压的波动，们的分布参数和相互之间的电磁干扰;导致信号的波形产生失真，从而引起误动作。电源(2)按照电路的流程安排各功能单元的位置，在向电路系统供电时也会将噪声加到电路系统使布局便于信号流通，并使信号尽可能保

8、持一致的中［2］。传输线本身存在一定的电阻，当电源发生过方向;(3)以每个功能模块的核心元件为中心，围绕压，欠压或者断电等故障时均能产生噪声干扰。它进行布局，尽量减小和缩短各元器件之间的引线地线作为电位基准点的等电位点，同时也是信和连接长度;号的低阻抗回路。它的电位并不是恒定的，地线上(4)综合考虑各元件之间的分布参数，尽可能最常见的干扰就是地