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，需综合地针信号排布、屏蔽需求等选择。2mm连接器有列间屏蔽与外壳屏蔽两种，从 EMC 角度，带屏蔽外壳的连接器是优选。此外，AMP 公司的 HS3 接插件适合高速信号传输，串扰小、信号针使用率高，但成本较高。

（二）接插件模型与针信号排布

接插件可看作传输线模型，信号经地针形成回流通路，易产生串扰。在针信号排布方面，要合理分配信号、电源、地针位置与数量，遵循减少串扰、减小辐射、保证地回路原则。关键信号线用地针分隔，2mm HM 接插件的地插针应长于电源插针，推荐地针与信号针梅花型交错排列。背板信号走线应避开密集过孔区，因为此处参考平面不连续，会加大辐射，且从过孔区中间穿过的走线影响更大。

二、阻抗匹配

背板走线长，阻抗控制尤为重要。但因背板层数多，难以与各单板阻抗一致，需在单板上优化。同时，要确保接插件至接口器件的信号线短，减少过孔、直角走线等阻抗不连续因素，避免反射影响。

三、电源、地分配
（一）电源分割及热插拔对电源的影响

电源、地平面分割影响背板 EMC 指标，不当分割会加大共模辐射。背板多采用多层板技术，信号层与地层（电源层）交替排放，高速信号线布在与地相邻的信号层，相邻层布线垂直分布。背板为单板供电时，-48V 线与 BGND 要就近平行走线或相邻平面排布，且需有过载保护、滤波措施。特殊供电情况可灵活处理，大电流、强信号走线应短，强弱信号电路需分开。带电插拔时，被插电路板装带电插拔座，单板设缓启动电路，强辐射器件远离母板连接器。

（二）地分割与各种地的连接

背板上 BGND、PGND、GND 的分割与连接缺乏统一规范。通常插框内单板通过接口信号共地，插框在机柜内共地，机柜接地螺栓与大地相连。从 EMC 角度，希望合并 PGND 与 GND，效果仍在实验中。此外，带屏蔽连接器周围 15mm 内禁放敏感器件，母板表面设完整屏蔽地平面，减小电源与地回路面积，传输线到地平面距离小于到相邻传输线距离，保持地平面完整。

（三）屏蔽层

高速 PCB 中，电源平面需小于相邻地平面，向内缩进 20H，控制电源和地平面间厚度，可提高电源层与地层间电容自谐振频率。母板信号走线，尤其是高速信号线，离地平面边缘至少 3W 距离，减小回路面积。不同类型信号线间隔开，关键信号线用地屏蔽走线保护，接地过孔间距小于 λ/20 且不相等，地屏蔽走线尽量不共用。参照 CPCI 背板设计，背板周边设禁止布线区，边缘布地并通过金属化孔与子架连接，可减小对外辐射。

背板 EMC 设计是复杂系统工程，涉及多方面因素。合理选型、科学布局与规范接地等措施，可有效提升设备 EMC 性能，确保电子设备稳定可靠运行。