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本文属于 “EMC技术原创共创计划”。我们倡导由“救火式”纠错向“系统化”设计转型。如果您有独特的整改案例、设计心得或标准解读,欢迎投稿共创,共同完善行业技术图谱。
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PCB EMC设计指导书
PCB EMC设计指导书
电磁兼容性(EMC-Electromagnetic Compatibility),根据国家军用标准GJB72-85《电磁干扰和电磁兼容性名词术语》第5.10条,定义为:“设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即:该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级;它也不会使 ...
PCB设计指导书
一博科技PCB设计指导书
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传输线阻抗讲解
本文比较通俗的,用大家常规的电容,电感的观点来分析传输线阻抗的概念。现在的高速MCU,尤其是ARM等布线都需要射频理论了,比如USB线,网卡线,高速SDRAM,LVDS接口,SATA等都是高频传输线理论了,所以要想深入MCU,高频的一些理论也必须理解。
传统的电磁场理论基于麦克斯维方程,就这个方程来说,就是本科生也不见得 ...
射频PCB的布线设计
一、阻抗控制
PCB 信号走线的阻抗受多种因素影响,包括板材的介电常数、PCB 结构以及线宽等。通常情况下,射频信号走线优先布在表面层;在特定情形下,也可布置在内层,较为常见的是在第三层采用带状线形式,其阻抗一般设计为 50Ω 。
二、 转角处理
当射频信号走线采用直角时,拐角处的有效线宽会增大,进而导致阻抗减小 ...
射频PCB的接地设计
一、接地分类
理想的接地平面是一个零电位的物理体,任何干扰信号通过它都不会产生电压降。然而在实际应用中,两接地点之间有时会产生几微伏甚至更大的电位差。因此,设计师需要考虑并分析地电位分布,找出接地平面上的低电平点,作为敏感电路或设备的接地点。常见的接地方式有以下几种:
[*]浮地:浮地旨在将电路(或设 ...
射频PCB的滤波设计
一、电源和控制线的滤波
随着电子技术的飞速发展,电子设备的工作频率不断攀升。以往那些不会对设备造成干扰的噪声和尖脉冲,如今已可能对设备的正常运行构成严重威胁。电源线和控制线作为电磁干扰出入电路的主要通道,其滤波设计至关重要。一方面,外界干扰可通过电源线或控制线传入电路,破坏电路的正常工作状态;另一方 ...
EMC中射频PCB的屏蔽与隔离设计
一、隔离:包括在空间上拉开距离,在同一屏蔽腔内布局时,使输入和输出端保持一定距离,以降低信号干扰。
二、器件布局
1、关注信号走向与相互作用:布局时需留意信号走向,考虑器件间相互作用,避免不良影响。
2、防止感性器件互感:感性器件应垂直放置,减少互感,保证电路性能。
3、利用衰减器优化信号:在接收机输入 ...
背板的EMC设计
一、接插件的信号排布与 EMC 设计
(一)接插件选型
常用的 2mm HM 连接器有 A、B、C 不同型式,各有定位特点。其中A型中部有两个定位块(Function block)起导向定位功能(与单板上连接器的定位),两块中间的腔体可装防插错销。B型完全没有定位功能。C型作为拼接的端部,有部分定位功能。在实际使用时,需综合地针信号排 ...
背板槽位排列设计要点
一、单板信号的互连要求
硬件总体方案确定后,单板种类、数量及背板信号随之确定。在 PCB 设计时,需从单板槽位位置、信号出线方式等方面综合考量。1、高速与低速信号分离
设计原则:
[*]高速信号会通过传导或辐射影响低速部分,甚至影响设计功能实现。
[*]高速信号(如收发板信号)与低速信号(如支路信号)需物理 ...
跨分割区及开槽的处理
一、开槽的产生
开槽是PCB设计中因平面分割或通孔密集形成的一定宽度和深度的沟槽,其形成主要分为:1、电源/地平面分割开槽
[*]同一PCB平面上存在多种电源或地网络时,需进行分割,同一平面上的不同分割之间就形成了开槽。
2、通孔密集导致的开槽
[*]通孔(如过孔、焊盘)周围需预留隔离环以实现电气隔离;当通孔间距过近 ...
PCB过孔对信号完整性的影响及设计优化建议
从过去设计的一些PCB板效果来看,过孔对于低频,低速信号的影响是很小的,但是近来,随着时钟速度的提高,器件的上升时间及时序问题已经成为了PCB设计中的关键问题。过孔在PCB传输线中的影响也就成为了讨论的热点话题。一、 过孔模型及其参数分析
1、数学模型
[*]过孔可等效为由电容、电感、电阻组成的寄生参数模型,其 ...
阻抗控制技术与PCB设计优化
一、特征阻抗的物理意义
1、输入阻抗
输入阻抗定义为单口网络端口处的电压与电流比值,即:Z=U/i;在集总参数电路中,输入阻抗是分析网络特性的基础参数。2、 特征阻抗
PCB走线在高频信号下表现为传输线,其特性由分布参数(电感、电容)决定。特征阻抗(Z0)的物理意义为电磁波在传输线中传播时的瞬时电压与电流比。关 ...
PCB布线层优选策略
一、优选布线层的重要性
针对时钟、高频、高速、小信号及弱信号,布线层的选择直接影响信号完整性、电磁兼容性(EMC)及系统可靠性;高速总线等关键信号需特别关注布线层优化。二、 表层与内层布线特性对比
1、微带线(表层布线)
[*]特性:与单一参考平面相邻,传输延时低(38.1 ps/inch),固有电容小;微带线可视, ...
传输线模型、反射与串扰简析
一、传输线基础
1、定义与适用条件
当PCB布线长度超过信号波长的1/20或信号传输延迟超过上升时间的1/6时,需视为传输线。
主要类型:微带线(表层走线,单参考平面)、带状线(内层走线,双参考平面)、嵌入式微带线。
2、关键参数
二、信号反射及抑制
1、反射成因
[*]阻抗不连续(如负载、过孔、连接器)。
[*] ...
接地技术
接地是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路,是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力,又能减少产品对外的EMI发射。一、接地的定义与目的
1、定义:
[*]安全地(大地):以地球电位为基准,连接设备外壳或基准点至大地(作为零电位点),用于泄放静电 ...
PCB滤波技术与设计原则总结
1. 滤波概述
滤波在PCB设计中至关重要,主要用于抑制传导噪声及电源噪声:
[*]必要性:
[*]无法通过其他方式完全消除进出设备的传导噪声,需在电气信号进出时进行有效滤波。
[*]芯片电源噪声(如输出状态变化)可能影响自身或周边电路,需通过滤波稳定供电。
[*]核心应用:信号滤波设计(专用滤波器)与电源滤波(电容 ...
PCB模块划分及特殊器件布局的EMC设计要点
PCB的模块划分及关键器件的布局是PCB设计的重要一环,高频器件、驱动器、电源、滤波器的位置和方向直接影响电磁场发射/接收,并决定布线优化程度。一、模块划分原则
1、按功能划分按各种电路模块所实现的不同功能,可将电路分为时钟、放大、驱动、A/D-D/A、I/O、开关电源、滤波等模块。
布局要求:按信号流向布局,减少交叉 ...
各层数PCB层叠结构
一、2层板
适用场景:简单电路、低速信号、成本敏感的设计。
EMC挑战: 信号回流路径较长,容易产生较大的环路面积,增加辐射;电源和地平面不完整,容易引入噪声。
设计建议: 尽量缩短高速信号走线,减少环路面积;使用局部地平面或地填充(Ground Pour)为关键信号提供回流路径;增加去耦电容,优化电源分布。
二、 ...
EMC设计中PCB层设置要点
在EMC(电磁兼容性)设计中,PCB(印刷电路板)的层设置至关重要,合理的层布局能有效减少电磁干扰(EMI)并提升抗干扰能力.
电源/地平面特性
[*]电源平面阻抗>地平面;
[*]电源/地平面相邻布局形成两者的耦合电容,可降低电源平面阻抗;
[*]平面电容与退耦电容形成频响曲线较为复杂的电源地电容,有效退耦频带较宽,但需 ...
在EMC设计中,PCB的层数设置规则
在EMC(电磁兼容性)设计中,PCB层数选择对信号完整性、电源完整性和电磁干扰(EMI)控制至关重要。层数选择需综合考虑电路复杂度、信号速率、电源需求及EMC要求。根据电源种类、信号密度、工作频率、特殊布线需求及成本,确定PCB层数。对于EMC要求严格(如CISPR16 CLASS B认证)且成本允许的设计,增加地平面是提升EMC性能 ...