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高速PCB設(shè)計(jì)中的EMI解決方案:九大關(guān)鍵規(guī)則

發(fā)布時(shí)間 :2024-06-27 16:35 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
隨著電子產(chǎn)品信號上升沿時(shí)間的縮短和信號頻率的提高,電磁干擾(EMI)問題越來越受到電子工程師的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì),幾乎60%的EMI問題都可以通過優(yōu)化高速PCB設(shè)計(jì)來解決。深圳宏力捷電子作為專業(yè)的PCB layout設(shè)計(jì)公司,具備多層、高精密/BGA封裝以及盲孔/埋孔的PCB設(shè)計(jì)能力,提供包括電路板布局、建立BOM表、搜尋供應(yīng)商及購料、樣品制作等全方位服務(wù)。本文將詳細(xì)介紹高速PCB設(shè)計(jì)解決EMI問題的九大規(guī)則,幫助工程師們在設(shè)計(jì)中有效減少EMI的產(chǎn)生。
 
高速PCB設(shè)計(jì)中的EMI解決方案:九大關(guān)鍵規(guī)則
 
規(guī)則一:高速信號走線屏蔽規(guī)則
在高速PCB設(shè)計(jì)中,時(shí)鐘等關(guān)鍵的高速信號線需要進(jìn)行屏蔽處理。如果沒有屏蔽或只屏蔽了部分,都會(huì)造成EMI的泄漏。建議每1000mil打孔接地,確保屏蔽線的有效性。
 
規(guī)則二:高速信號的走線閉環(huán)規(guī)則
隨著PCB板的密度越來越高,走線過程中容易出現(xiàn)閉環(huán)現(xiàn)象。高速信號網(wǎng)絡(luò)如時(shí)鐘信號在多層PCB走線時(shí)產(chǎn)生閉環(huán),將形成環(huán)形天線,增加EMI的輻射強(qiáng)度。因此,設(shè)計(jì)時(shí)必須避免閉環(huán)走線。
 
規(guī)則三:高速信號的走線開環(huán)規(guī)則
高速信號的開環(huán)同樣會(huì)增加EMI輻射。時(shí)鐘信號等高速信號網(wǎng)絡(luò)在多層PCB走線時(shí)一旦產(chǎn)生開環(huán),將形成線形天線,增加EMI輻射強(qiáng)度。因此,走線時(shí)應(yīng)盡量避免開環(huán)現(xiàn)象。
 
規(guī)則四:高速信號的特性阻抗連續(xù)規(guī)則
在層與層之間切換高速信號時(shí),必須保證特性阻抗的連續(xù)性,否則會(huì)增加EMI輻射。這意味著同層布線的寬度必須連續(xù),不同層走線的阻抗必須保持連續(xù)性,確保信號傳輸?shù)耐暾浴?/span>
 
規(guī)則五:高速PCB設(shè)計(jì)的布線方向規(guī)則
相鄰兩層間的走線必須遵循垂直走線原則,以避免線間串?dāng)_,減少EMI輻射。簡而言之,相鄰布線層應(yīng)遵循橫平豎垂的布線方向,垂直布線可以有效抑制線間的串?dāng)_。
 
規(guī)則六:高速PCB設(shè)計(jì)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)則
高速PCB設(shè)計(jì)中,線路板特性阻抗的控制和多負(fù)載情況下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。菊花鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于幾MHz的情況,而高速PCB設(shè)計(jì)中建議使用后端的星形對稱結(jié)構(gòu),以確保信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和一致性。
 
規(guī)則七:走線長度的諧振規(guī)則
檢查信號線的長度和信號頻率是否構(gòu)成諧振非常重要。當(dāng)布線長度為信號波長1/4的整數(shù)倍時(shí),會(huì)產(chǎn)生諧振,導(dǎo)致電磁波輻射和干擾。因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免走線長度與信號波長構(gòu)成諧振關(guān)系。
 
規(guī)則八:回流路徑規(guī)則
所有高速信號必須有良好的回流路徑。應(yīng)盡可能地保證時(shí)鐘等高速信號的回流路徑最小,否則會(huì)極大地增加輻射。輻射的大小與信號路徑和回流路徑所包圍的面積成正比,因此必須優(yōu)化回流路徑設(shè)計(jì)。
 
規(guī)則九:器件的退耦電容擺放規(guī)則
退耦電容的擺放位置非常重要。擺放不合理的退耦電容根本起不到退耦效果。原則是:退耦電容應(yīng)靠近電源管腳,并且電容的電源走線和地線所包圍的面積應(yīng)最小,以減少EMI的產(chǎn)生。
 
通過遵循以上九大規(guī)則,可以有效解決高速PCB設(shè)計(jì)中的EMI問題,提高電子產(chǎn)品的性能和可靠性。深圳宏力捷電子憑借專業(yè)的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn),致力于為客戶提供高質(zhì)量的PCB設(shè)計(jì)服務(wù)。如果您在高速PCB設(shè)計(jì)中遇到任何問題,歡迎隨時(shí)與我們聯(lián)系。我們期待與您合作,共同提升電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。


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