PCB堆疊設計
電磁兼容EMC設計最適合4層PCB,從EMS的角度來看,局部敏感電路的金屬外殼或金屬外殼屏蔽能夠解決干擾問題,從EMI的角度來看,有時4層板不能滿足輻射發(fā)射限制的要求,并且應該增加層數(shù),因為多層板可以產生高d u / d t的信號,并且d i / d t確保更小的信號環(huán)路傳輸過程中的區(qū)域,為高速信號提供低阻抗回流。
PCB堆疊設計的基本原理是在地平面附近布置高速信號層和電源層,下圖顯示了4層和6層板的堆疊設計,小號1在圖4a中是指高速信號層而圖4b,4c和4d三種普通6層PCB設計。
PCB的堆疊設計
在3層6層PCB設計中,設計b是最差的,S 2層應該是高速信號層,設計c和d中的 S 2層是高速信號層。設計c是最好的,因為每個信號層與接地平面緊密相鄰,以確保最短的信號回流路徑,并且S 2和P層被GND 1和GND 2屏蔽。與設計相比?,S 3在設計d是遠離GND層和P只能達到引起設計單副作用,而不是雙副作用?。
PCB中的等效天線
天線的基本功能是輻射和接收無線電波,在輻射過程中,高頻電流可以轉化為電磁波; 在接收過程中,電磁波轉化為高頻電流。EMC場中的輻射主要是指遠場輻射,天線的形成取決于兩個基本條件:RF信號源和連接到RF信號源的一定長度的導體。在工程領域,人們認為當導體的長度按照公式l =λ/ 20 時,天線效應會出現(xiàn),當l =(λ/ 4)n時,天線效應最大,n為自然數(shù)。
當信號在PCB內部傳輸時,內環(huán)與環(huán)形天線具有相同的效果,環(huán)路面積越大,天線效果越大,嚴格的PCB回路控制可以有效地阻止差模干擾,這在實踐中是可行的。然而,增加印刷線的長度將導致明顯的棒狀天線效應,因此在PCB布局過程中應盡可能地減少互連信號的長度。
當在PCB內部傳輸?shù)母遜 u / d t信號的回流路徑上發(fā)生相對較高的Z GND時,共模驅動源u com將在i com 流過Z GND以及連接的印刷線路或I / O穩(wěn)定器的情況下發(fā)生,可以向外輻射。
如果PCB的尺寸相對較小,則由于長度的限制,內部印刷線不能達到天線輻射要求。在這種情況下,I / O電纜可視為印刷線的擴展,可滿足輻射要求。即使不存在與I / O穩(wěn)定的直接連接,也應在I / O電纜之間停止串擾耦合。
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