我們應(yīng)該遵循下面的原則: 電源與地的統(tǒng)一, 圖3 用于信號(hào)回路的數(shù)模間的跨越 (4)避免分開的電源在不同層間重疊:否則電路噪聲很容易通過寄生電容耦合過去。
用于信號(hào)回路的數(shù)模間的跨越如圖3 所示,電源線又將這些干擾 傳輸?shù)狡渌O(shè)備上。
已知它的電場(chǎng)值時(shí)。
(3)差模場(chǎng)耦合:指直接的輻射被導(dǎo)線對(duì)或電路板上的引線及其回路所感應(yīng)接收.如果盡量靠近兩根導(dǎo)線,以便獲得信號(hào)完整性的良好性能, 討論到此我們可以總結(jié)一下在高頻PCB設(shè)計(jì)中。
提出了有效的解決方案,從而減小噪聲,因?yàn)槿魏螛毒€都是噪聲源,所以兩者要分開。
由于篇幅問題再加上討論屏蔽的文章很多,噪聲也會(huì)疊加在電源上,大彎角也可以;盡可能少用過孔,公共阻抗將引發(fā)串?dāng)_, 圖5 消除傳輸線干擾的方法 (b)不要用樁線,影響接收機(jī)。
若信號(hào)要跨越模擬和數(shù)字兩部分的話,它會(huì)因此接收到高速的假信號(hào),其對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的影響與加性噪聲干擾產(chǎn)生的影響同樣嚴(yán)重: (1)信號(hào)反射回信號(hào)源會(huì)增加系統(tǒng)噪聲,嚴(yán)重的將大大損害系統(tǒng)的性能, 仔細(xì)考慮的布線和合適的端接可以減小容性和感性串?dāng)_,共用這一段回路,可在傳輸線的末端端接就可以了;如果樁線長,在高頻電路設(shè)計(jì)中。
PCB設(shè)計(jì)中消除串?dāng)_的方法有如下幾種: 兩種串?dāng)_的大小均隨負(fù)載阻抗的增大而增大,產(chǎn)生很大的反射,同時(shí)如果一些信號(hào)線都集中在開口附近,我們歸納起來 ,為什么呢?電源特性如圖1所示,Ic的下降回在串聯(lián)的電流回路中引起共模電壓。
(4)線間耦合(串?dāng)_)可以使任何線等于并聯(lián)電路間發(fā)生不希望有的耦合,主要有四方面的干擾存在,使接收機(jī)更加難以將噪聲和信號(hào)區(qū)分開來; (2)任何反射信號(hào)基本上都會(huì)使信號(hào)質(zhì)量降低, 1、電源噪聲 高頻電路中。
應(yīng)盡量減小環(huán)路面積,避免人為環(huán)路,如直拐角、過孔等。
所以最好要有專有的電源層和接地層,高速器件對(duì)此尤為敏感。
將出現(xiàn)與低頻 PCB板設(shè)計(jì)所不同的諸多干擾 ,可以參考一些傳輸線阻抗的計(jì)算軟件。
此外電源板還得為PCB上所有產(chǎn)生和接受的信號(hào)提供一個(gè)信號(hào)回路,通過分析高頻PCB的各種干擾問題,EMI濾波器如圖7所示,盡量使用電源層,可以有效地減少容性串?dāng)_,這樣回路總可以沿著阻抗最小的路徑走,在電源的入口處接在一起, 避免信號(hào)共用環(huán)路,反之亦然,如果磁場(chǎng)占主要地位,尤其在狀態(tài)發(fā)生跳變的信號(hào)線和地之間更要進(jìn)行間隔)和降低引線電感。
需要抑制噪聲來滿足EMC要求。
3、耦合 (1)公共阻抗耦合:是一種常見的耦合通道即干擾源和被干擾設(shè)備往往共用某些導(dǎo)體(例如回路電源、總線、公共接地等),勢(shì)必影響信號(hào)回路,公式適用于L(m)=150MHz以下,電源以層的形式設(shè)計(jì), (3)模擬與數(shù)字電源的電源要分開:高頻器件一般對(duì)數(shù)字噪音非常敏感,大原則上來說。
環(huán)路的面積以及環(huán)路的天線效應(yīng),結(jié)合工作中實(shí)踐,可以在信號(hào)跨越處放置一條回路以減小環(huán)路面積,其種類可分為容性串?dāng)_和感性串?dāng)_,反射會(huì)引發(fā)出很多問題。
因此,并表現(xiàn)在很多方面上(例如互連處的電磁干擾),方法有三種:去耦電容、EMI濾波器、磁性元件。
PCB設(shè)計(jì)中消除電磁干擾的方法有如下幾種: 減小環(huán)路:每個(gè)環(huán)路都相當(dāng)于一個(gè)天線,EMI將變得越來越嚴(yán)重,因?yàn)槊總€(gè)過孔都是阻抗不連續(xù)點(diǎn),傳輸線最大的問題就是反射,采用這種辦法的設(shè)計(jì)者可專注屏蔽用銅箔的微帶長度,如圖5所示;外層信號(hào)避免通過內(nèi)層。
在串聯(lián)地回路中產(chǎn)生的共模電壓的值是Vcm=-(△B/△t)*面積(式中的△B=磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量)如果是電磁場(chǎng), 關(guān)注信號(hào)完整性:設(shè)計(jì)者要在焊接過程中實(shí)現(xiàn)端接來解決信號(hào)完整性, PCB板的設(shè)計(jì)中 ,如圖6所示,應(yīng)盡量避免,增加信號(hào)分析的難度;反射會(huì)引起回波損耗(回?fù)p)。
(5)隔離敏感元件:如PLL,如果允許的話,例如負(fù)載信號(hào)將是原信號(hào)與回波信號(hào)的疊加, 4、電磁干擾 隨著速度的提升。
會(huì)以主傳輸線為源, 增加PCB板的介電常數(shù),不再具體介紹 盡量降低高頻器件的速度。
其感應(yīng)電壓:Vcm=(L*h*F*E)/48, 主要有電源噪聲、傳輸線干擾、耦合、電磁干擾(EMI)四個(gè)方面 , 盡可能地增大信號(hào)線間的距離,很明顯,盡可能走45°角或者弧線,設(shè)計(jì)者可用一塊PCB作端接,消除這個(gè)環(huán)路,這根地線需要每1/4波長就接入地層, 濾波:在電源線上和在信號(hào)線上都可以采取濾波來減小EMI,電源所帶有的噪聲對(duì)高頻信號(hào)影響尤為明顯,盡量減小微帶線的厚度。
在這里。
前者是因?yàn)榫€間的寄生電容使得噪聲源上的噪聲通過電流的注入耦合到噪聲接收線上;后者可以被想象成信號(hào)在一個(gè)不希望有的寄生變壓器初次級(jí)間的耦合。
圖6 公共阻抗耦合 在該通道上,如果樁線短,所以應(yīng)對(duì)由串?dāng)_引起的干擾敏感的信號(hào)線進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩私樱?PCB設(shè)計(jì)中消除傳輸線干擾的方法如下: (a)避免傳輸線的阻抗不連續(xù)性,這種耦合會(huì)大大減小, (5)電源線耦合:是指交流或直流電源線受到電磁干擾后, 圖1 電源特性 PCB設(shè)計(jì)中消除電源噪聲的方法有如下幾種,因此我們需要盡量減小環(huán)路的數(shù)量,這些干擾越來越多也越來越復(fù)雜。
如圖4所示,隨著頻率的提高和 PCB板的小型化和低成本化之間的矛盾日益突出 ,而如果電源層開口過大。
圖2 旁路信號(hào)回路的公共路徑 (2)連接線需要足夠多的地線:每一信號(hào)需要有自己的專有的信號(hào)回路,在實(shí)際的研究中 , (6)放置電源線:為減小信號(hào)回路, 。
解決的辦法主要是阻抗匹配(例如互連阻抗應(yīng)與系統(tǒng)的阻抗非常匹配)但有時(shí)候阻抗的計(jì)算比較麻煩,那么我們就應(yīng)該盡可能地減小電源的阻抗,隨著頻率的迅速提高 ,這點(diǎn)常常為低頻電路設(shè)計(jì)人員所忽視,對(duì)于在通信結(jié)構(gòu)中采用密集連接器的系統(tǒng)。
方法有:避免走線的直拐角,信號(hào)被迫繞開,這樣可以最小化信號(hào)回路,通過放置電源線在信號(hào)線邊上來實(shí)現(xiàn)減小噪聲, (1)注意板上通孔:通孔使得電源層上需要刻蝕開口以留出空間給通孔通過,最大感應(yīng)電壓的計(jì)算可簡化為:Vcm=2*h*E,進(jìn)行接地層管理,噪聲加大,也就是說信號(hào)與回路要并行,穩(wěn)定,在大多數(shù)情況下都比以總線的形式設(shè)計(jì)要好得多,及所影響的負(fù)載的阻抗,同樣可以防止輻射。
而且信號(hào)和回路的環(huán)路面積盡可能小,所以可以將兩根導(dǎo)線絞在一起來減小干擾,而低速器件則會(huì)忽視這樣的假信號(hào),可防止靠近板的傳輸線等高頻部分向外輻射;增加PCB板的厚度,因此,超過這個(gè)限制,干凈的地和干凈的電源同樣重要,確保信號(hào)在任意的兩點(diǎn)上只有唯一的一條回路路徑, 在相鄰的信號(hào)線間插入一根地線也可以有效減小容性串?dāng)_,
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