告別困擾！PCB的EMC效果該這樣保證！

時間：2020-07-22 13:39:53

關(guān)鍵字： EMC PCB

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[導(dǎo)讀]? 在PCB的EMC設(shè)計考慮中，首先涉及的便是層的設(shè)置;單板的層數(shù)由電源、地的層數(shù)和信號層數(shù)組成;在產(chǎn)品的EMC設(shè)計中，除了元器件的選擇和電路設(shè)計之外，良好的PCB設(shè)計也是一個非常重要的因素。 PCB的EMC設(shè)計的關(guān)鍵，是盡可能減小回流面積，讓回流路徑按照我們設(shè)

在PCB的EMC設(shè)計考慮中，首先涉及的便是層的設(shè)置;單板的層數(shù)由電源、地的層數(shù)和信號層數(shù)組成;在產(chǎn)品的EMC設(shè)計中，除了元器件的選擇和電路設(shè)計之外，良好的PCB設(shè)計也是一個非常重要的因素。

PCB的EMC設(shè)計的關(guān)鍵，是盡可能減小回流面積，讓回流路徑按照我們設(shè)計的方向流動。而層的設(shè)計是PCB的基礎(chǔ)，如何做好PCB層設(shè)計才能讓PCB的EMC效果最優(yōu)呢?

PCB層的設(shè)計思路

PCB疊層EMC規(guī)劃與設(shè)計思路的核心就是合理規(guī)劃信號回流路徑，盡可能減小信號從單板鏡像層的回流面積，使得磁通對消或最小化。

1.單板鏡像層

鏡像層是PCB內(nèi)部臨近信號層的一層完整的敷銅平面層(電源層、接地層)。主要有以下作用：

降低回流噪聲：鏡像層可以為信號層回流提供低阻抗路徑，尤其在電源分布系統(tǒng)中有大電流流動時，鏡像層的作用更加明顯。

降低EMI：鏡像層的存在減少了信號和回流形成的閉合環(huán)的面積，降低了EMI;

降低串?dāng)_：有助于控制高速數(shù)字電路中信號走線之間的串?dāng)_問題，改變信號線距鏡像層的高度，就可以控制信號線間串?dāng)_，高度越小，串?dāng)_越小;

阻抗控制，防止信號反射。

2.鏡像層的選擇

電源、地平面都能用作參考平面，且對內(nèi)部走線有一定的屏蔽作用;

相對而言，電源平面具有較高的特性阻抗，與參考電平存在較大的電勢差，同時電源平面上的高頻干擾相對比較大;

從屏蔽的角度，地平面一般均作了接地的處理，并作為基準(zhǔn)電平參考點，其屏蔽效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于電源平面;

選擇參考平面時，應(yīng)優(yōu)選地平面，次選電源平面

磁通對消原理

根據(jù)麥克斯韋方程，分立的帶電體或電流，它們之間的一切電及磁作用都是通過它們之間的中間區(qū)域傳遞的，不論中間區(qū)域是真空還是實體物質(zhì)。在PCB中磁通總是在傳輸線中傳播的，如果射頻回流路徑平行靠近其相應(yīng)的信號路徑，則回流路徑上的磁通與信號路徑上的磁通是方向相反的，這時它們相互疊加，則得到了通量對消的效果。

磁通對消的本質(zhì)

磁通對消的本質(zhì)就是信號回流路徑的控制，具體示意圖如下：

右手定則解釋磁通對消效果

如何用右手定則來解釋信號層與地層相鄰時磁通對消效果，解釋如下：

(1)當(dāng)導(dǎo)線上有電流流過時，導(dǎo)線周圍便會產(chǎn)生磁場，磁場的方向以右手定則來確定。

(2)當(dāng)有兩條彼此靠近且平行的導(dǎo)線，如下圖所示，其中一個導(dǎo)體的電流向外流出，另一個導(dǎo)體的電流向內(nèi)流入，如果流過這兩根導(dǎo)線的電流分別是信號電流和它的回流電流，那么這兩個電流是大小相等方向相反的，所以它們的磁場也是大小相等，而方向是相反的，因此能相互抵消。