第五章 印制电路板的电磁兼容性.

《第五章 印制电路板的电磁兼容性.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 印制电路板的电磁兼容性.（26页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、 1/26山东大学信息科学与工程学院 印制电路板的电磁兼容性印制电路板的电磁兼容性第五章 2/26山东大学信息科学与工程学院 印制电路板的布局印制电路板的布局 当高速、中速和低速数当高速、中速和低速数字电路混用时，在印制字电路混用时，在印制板上要给它们分配不同板上要给它们分配不同的布局区域。的布局区域。 对低电平模拟电路和数对低电平模拟电路和数字逻辑电路要尽可能地字逻辑电路要尽可能地分离。分离。 3/26山东大学信息科学与工程学院 背板的布局 在各在各PCB板内部模拟板内部模拟地与数字地要分开，地与数字地要分开，背板上的模拟地和数背板上的模拟地和数字地也要分开字地也要分开 4/26山东大学信息

2、科学与工程学院 AD转换器的接地处理 由于由于ADAD转换器的转换器的模拟地和数字地模拟地和数字地已在转换器内汇已在转换器内汇接，因此接，因此PCBPCB的模的模拟地和数字地的拟地和数字地的汇接点应在转换汇接点应在转换器下。器下。 5/26山东大学信息科学与工程学院 接地桥 对于特别敏感的线路或特别高频的线路，要采对于特别敏感的线路或特别高频的线路，要采用接地桥与周围线路隔离，同时又可保证参考用接地桥与周围线路隔离，同时又可保证参考电平一致。电平一致。 6/26山东大学信息科学与工程学院 不同电压电源的处理 3.3V3.3V信号的返回电流通过信号的返回电流通过3.33.3电源平面；电源平面；

3、5V5V信号的返回电流通过信号的返回电流通过5V5V电源平面；电源平面； 3.3V3.3V和和5V5V之间的信号的返回电流通过之间的信号的返回电流通过1-2nF1-2nF的电容；的电容； 7/26山东大学信息科学与工程学院 多层印制板的设计多层印制板的设计在进行多层印制板设计时，首先要考虑的是带宽。要强调的是：数字在进行多层印制板设计时，首先要考虑的是带宽。要强调的是：数字电路的电磁兼容设计中要考虑的是数字脉冲的上升沿和下降沿所决定电路的电磁兼容设计中要考虑的是数字脉冲的上升沿和下降沿所决定的频带宽而不是数字脉冲的重复频率。矩形的周期数字脉冲的傅立叶的频带宽而不是数字脉冲的重复频率。矩形的周期

4、数字脉冲的傅立叶展开有下面形式，展开有下面形式，t t0 0是数字脉冲宽度，是数字脉冲宽度，t tr r是数字脉冲的上升时问，是数字脉冲的上升时问，T T是数字信号的重复周是数字信号的重复周期。根据这个结果可以把方形数字信号的印制板设计带宽定为期。根据这个结果可以把方形数字信号的印制板设计带宽定为1 1ttr r，通常要考虑这个带宽的十倍频。，通常要考虑这个带宽的十倍频。选择恰当的器件是设计成功的重要因素，特别在选择逻辑器件时，尽选择恰当的器件是设计成功的重要因素，特别在选择逻辑器件时，尽量选上升时间比量选上升时间比5ns5ns长的器件，决不要选比电路要求时序快的逻辑器长的器件，决不要选比电路

5、要求时序快的逻辑器件。件。TtnTtnTttnTttnTttACrrrrrA/sin/sin2000 8/26山东大学信息科学与工程学院 多层印制板的层间安排原则（电源平面应靠近接地平面，并且安排在接地平面之下。这样可以利用两金电源平面应靠近接地平面，并且安排在接地平面之下。这样可以利用两金属平板间的电容作电源的平滑电容，同时接地平面还对电源平面上分布的属平板间的电容作电源的平滑电容，同时接地平面还对电源平面上分布的辐射电流起到屏蔽作用。辐射电流起到屏蔽作用。（布线层应安排与整块金属平面相邻。这样的安排是为了产生通量对消作用。布线层应安排与整块金属平面相邻。这样的安排是为了产生通量对消作用。（

6、把数字电路和模拟电路分开，有条件时将数字电路和模拟电路安排在不同把数字电路和模拟电路分开，有条件时将数字电路和模拟电路安排在不同层内。如果一定要安排在同层；可采用开沟、加接地线条、分隔等方法补层内。如果一定要安排在同层；可采用开沟、加接地线条、分隔等方法补救。模拟的和数字的地、电源都要分开，不能混用。数字信号有很宽的频救。模拟的和数字的地、电源都要分开，不能混用。数字信号有很宽的频谱，是产生干扰的主要来源。谱，是产生干扰的主要来源。（在中间层的印制线条形成平面波导，在表面形成微带线，两者传输特性不在中间层的印制线条形成平面波导，在表面形成微带线，两者传输特性不同。同。（时钟电路和高频电路是主要

7、的干扰和辐射源，一定要单独安排、远离敏感时钟电路和高频电路是主要的干扰和辐射源，一定要单独安排、远离敏感电路。电路。（不同层所含的杂散电流和高频辐射电流不同，布线时，不能同等看待。不同层所含的杂散电流和高频辐射电流不同，布线时，不能同等看待。 9/26山东大学信息科学与工程学院 多层PCB的典型布层安排123456789102层S1,GS2,P4层S1GPS26层S1GS2S3PS46层S1S2GPS3S46层S1GS2PGS38层S1S2GS3S4PS5S68层S1GS2GPS3GS410层S1GS2S3GPS4S5GS6 10/26山东大学信息科学与工程学院 20-H原则原则 20H原则

8、所有的具有一定电压的印制板都会向空间辐所有的具有一定电压的印制板都会向空间辐射电磁能量，为减小这个效应，印制板的物理尺寸都应该射电磁能量，为减小这个效应，印制板的物理尺寸都应该比最靠近的接地板的物理尺寸小比最靠近的接地板的物理尺寸小20H20H，其中，其中H H是两个印制是两个印制板面的间距。按照一般典型印制板尺寸，板面的间距。按照一般典型印制板尺寸，20H20H一般为一般为3mm3mm左右。左右。 11/26山东大学信息科学与工程学院 印制板接地 首先，要建立分布参数的概念，高于一定频率首先，要建立分布参数的概念，高于一定频率时，任何金属导线都要看成是由电阻、电感构时，任何金属导线都要看成是

9、由电阻、电感构成的器件。所以，接地引线具有一定的阻抗并成的器件。所以，接地引线具有一定的阻抗并且构成电气回路，不管是单点接地还是多点接且构成电气回路，不管是单点接地还是多点接地，都必须构成低阻抗回路进入真正的地或机地，都必须构成低阻抗回路进入真正的地或机架。架。25mm长的典型的印制线大约会表现长的典型的印制线大约会表现15nH到到20nH的电感，加上分布电容的存在，就会的电感，加上分布电容的存在，就会在接地板和设备机架之间构成谐振电路。在接地板和设备机架之间构成谐振电路。 12/26山东大学信息科学与工程学院 印制板接地（续 其次，接地电流流经接地线时，会产主传输线其次，接地电流流经接地线时

10、，会产主传输线效应和天线效应。当线条长度为效应和天线效应。当线条长度为14波长时，波长时，可以表现出很高的阻抗，接地线实际上是开路可以表现出很高的阻抗，接地线实际上是开路的，接地线反而成为向外辐射的夭线。的，接地线反而成为向外辐射的夭线。 最后，接地板上充满高频电流和干扰场形成的最后，接地板上充满高频电流和干扰场形成的涡流，因此，在接地点之间构成许多回路，这涡流，因此，在接地点之间构成许多回路，这些回路的直径（或接地点间距）应小于最高频些回路的直径（或接地点间距）应小于最高频率波长的率波长的1/20。 13/26山东大学信息科学与工程学院 14/26山东大学信息科学与工程学院 印制电路板的布线

11、印制电路板的布线专用零伏线和专用零伏线和VCC的走线宽度应的走线宽度应1mm1mm。要为模拟电路专门提供一根零伏线。要为模拟电路专门提供一根零伏线。单面或双面板的单面或双面板的电源线和地线应尽可能靠近，最好的方法是电电源线和地线应尽可能靠近，最好的方法是电源线布在印制板的一面，而地线布在印制板的另一面，上下重合，源线布在印制板的一面，而地线布在印制板的另一面，上下重合，这会使电源的阻抗为最低。另外，整块印制板上的电源和地线要这会使电源的阻抗为最低。另外，整块印制板上的电源和地线要呈呈“井井”字分布，以便使布线的电流达到均衡。字分布，以便使布线的电流达到均衡。印制线路设计中还要特别注意电流流过电