電磁兼容性設(shè)計(jì)是老生常談的話(huà)題,但在電磁環(huán)境日益復(fù)雜的今天,電磁兼容設(shè)計(jì)依然很重要,不是么?這里分享幾點(diǎn)“過(guò)來(lái)人”總結(jié)的電磁兼容設(shè)計(jì)策略,或許這已經(jīng)是您電路設(shè)計(jì)踐行的準(zhǔn)則,那就讓我們一起多多分享這些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),努力提高電磁兼容性,構(gòu)建“和諧”電磁環(huán)境吧!
1、選擇合理的導(dǎo)線(xiàn)寬度
由于瞬變電流在印制線(xiàn)條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導(dǎo)線(xiàn)的電感成分造成的,因此應(yīng)盡量減小印制導(dǎo)線(xiàn)的電感量。印制導(dǎo)線(xiàn)的電感量與其長(zhǎng)度成正比,與其寬度成反比,因而短而精的導(dǎo)線(xiàn)對(duì)抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線(xiàn)、行驅(qū)動(dòng)器或總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線(xiàn)常常載有大的瞬變電流,印制導(dǎo)線(xiàn)要盡可能地短。對(duì)于分立元件電路,印制導(dǎo)線(xiàn)寬度在1.5mm左右時(shí),即可完全滿(mǎn)足要求;對(duì)于集成電路,印制導(dǎo)線(xiàn)寬度可在0.2~1.0mm之間選擇。
2、采用正確的布線(xiàn)策略
采用平等走線(xiàn)可以減少導(dǎo)線(xiàn)電感,但導(dǎo)線(xiàn)之間的互感和分布電容增加,如果布局允許,最好采用井字形網(wǎng)狀布線(xiàn)結(jié)構(gòu),具體做法是印制板的一面橫向布線(xiàn),另一面縱向布線(xiàn),然后在交叉孔處用金屬化孔相連。
3、為了避免高頻信號(hào)通過(guò)印制導(dǎo)線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射,在印制電路板布線(xiàn)時(shí),還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)盡量減少印制導(dǎo)線(xiàn)的不連續(xù)性,例如導(dǎo)線(xiàn)寬度不要突變,導(dǎo)線(xiàn)的拐角應(yīng)大于90度禁止環(huán)狀走線(xiàn)等。
(2)時(shí)鐘信號(hào)引線(xiàn)最容易產(chǎn)生電磁輻射干擾,走線(xiàn)時(shí)應(yīng)與地線(xiàn)回路相靠近,驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨著連接器。
(3)總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨其欲驅(qū)動(dòng)的總線(xiàn)。對(duì)于那些離開(kāi)印制電路板的引線(xiàn),驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊緊挨著連接器。
(4)數(shù)據(jù)總線(xiàn)的布線(xiàn)應(yīng)每?jī)筛盘?hào)線(xiàn)之間夾一根信號(hào)地線(xiàn)。最好是緊緊挨著最不重要的地址引線(xiàn)放置地回 路,因?yàn)楹笳叱]d有高頻電流。
(5)為了抑制印制板導(dǎo)線(xiàn)之間的串?dāng)_,在設(shè)計(jì)布線(xiàn)時(shí)應(yīng)盡量避免長(zhǎng)距離的平等走線(xiàn),盡可能拉開(kāi)線(xiàn)與線(xiàn)之間的距離,信號(hào)線(xiàn)與地線(xiàn)及電源線(xiàn)盡可能不交叉。在一些對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線(xiàn)之間設(shè)置一根接地的印制線(xiàn),可以有效地抑制串?dāng)_。
4、抑制反射干擾
為了抑制出現(xiàn)在印制線(xiàn)條終端的反射干擾,除了特殊需要之外,應(yīng)盡可能縮短印制線(xiàn)的長(zhǎng)度和采用慢速電路。必要時(shí)可加終端匹配,即在傳輸線(xiàn)的末端對(duì)地和電源端各加接一個(gè)相同阻值的匹配電阻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對(duì)一般速度較快的TTL電路,其印制線(xiàn)條長(zhǎng)于10cm以上時(shí)就應(yīng)采用終端匹配措施。匹配電阻的阻值應(yīng)根據(jù)集成電路的輸出驅(qū)動(dòng)電流及吸收電流的最大值來(lái)決定。
5、電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中采用差分信號(hào)線(xiàn)布線(xiàn)策略
布線(xiàn)非常靠近的差分信號(hào)對(duì)相互之間也會(huì)互相緊密耦合,這種互相之間的耦合會(huì)減小EMI發(fā)射,通常(當(dāng)然也有一些例外)差分信號(hào)也是高速信號(hào),所以高速設(shè)計(jì)規(guī)則通常也都適用于差分信號(hào)的布線(xiàn),特別是設(shè)計(jì)傳輸線(xiàn)的信號(hào)線(xiàn)時(shí)更是如此。
這就意味著我們必須非常謹(jǐn)慎地設(shè)計(jì)信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn),以確保信號(hào)線(xiàn)的特征阻抗 沿信號(hào)線(xiàn)各處連續(xù)并且保持一個(gè)常數(shù)。在差分線(xiàn)對(duì)的布局布線(xiàn)過(guò)程中,我們希望差分線(xiàn)對(duì)中的兩個(gè)PCB 線(xiàn)完全一致。這就意味著,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該盡最大的努力來(lái)確保差分線(xiàn)對(duì)中的PCB線(xiàn)具有完全一樣的阻抗 并且布線(xiàn)的長(zhǎng)度也完全一致。差分PCB線(xiàn)通常總是成對(duì)布線(xiàn),而且它們之間的距離沿線(xiàn)對(duì)的方向在任意位置都保持為一個(gè)常數(shù)不變。通常情況下,差分線(xiàn)對(duì)的布局布線(xiàn)總是盡可能地靠近。