1、本文由 jimmy3973 貢獻TXT,或下載源文件到本機查看。pdf 文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇維普資訊 .cqvip. 電 子工 程 師8No 1202Api ainopictofEMCs gn PCBDei n i北方交通大學 電磁兼容實驗室 （ 京 100 ) 北 0 0 0柴瑜沙斐電磁兼容設計在印制電路板中的應用摘要】講 述 了印制電路板的電磁兼容設計。從元 器件的布置到地線、電源線 以爰信號線的設計最后又介紹了 多層板設計 時 的一些問題 。）關鍵詞：電磁兼窖電磁騷擾共模輻射，差模干擾【AbtatThsppritouehicrmantccmp tbiyeinoh

2、srciaenrdcsteee togeioaiitdsgfteipitdcrutbadrn eiciors，icuigtearnenfeensheinorudtaeni dnhragmetoimet，tedsgfgonrc、mantaeninitaeAtisidsusss mepoimsoircadsgaarcattic sseorbef muyrrnehiaepitdi：rutbadiciorsKewor：icrmaneio paaiiiy，eetoantc ydseetogtccm tbiticrmgeiditracsubne，cmmono e omdrditondifrntaonefr

3、ncaai feeiimdeitreee10言i電磁兼容性是電子設備或系統的主要性臺匕能之2 單、 雙層印制 電路板的電磁兼容設計印制 板 上 的 電路 雖然 各 式各 樣 ， 就 布線 和設 但 計 而 言 總 是 有 些 共 同 的 原 則 應 該 遵 循 。 在 印 制 板 布線時通常先確定元器件在板上的位置，后布置地然線、源線，安排高速信號線，后考慮低速信號電再最線在分別加以討論。現電磁兼容設 計是宴現設備或 系統 規定的功 能 、使系統教能得以充分發揮的重要保證。必須在設備或系統功能設計的同時行電磁兼容設計。磁兼容進電設計的要求是使電子設備或系統滿足電磁兼容標準 的 規定、有兩方面的

4、能力：1能在預期的電磁環具 （）境 中正常工作， 性 能降低或故障； 2 不會對其他無（）系統或設備 的正 常工 作 產 生影 響 為其 電磁 環境 成 中 的 電磁 污 染 源 。電磁兼 容設 計可 分 為 系統和系統 間兩部 分 ，主要是對系統之間及系統 部 的電磁兼容性進行分析、測 、 制 和評估現電磁兼容和最佳效費 比 預 控 實系統間電磁騷 擾控 制技 術包括： 有用信號 的控 制、對對人為騷擾的控制、自然 騷 擾 源 的 控 制。統電對系磁兼容設 計 包 括 ： 制電路板的設計、源器件的選印卩有用、及電路 板 的 布 線 、地、蔽及 濾 波 。 文主要以接屏本討論印制電路板的電磁

5、兼 容 設 計 。 印 制電路板是構成數字電子設備的 基 礎 ， 證 印 制 電路板的 電 磁 兼保容性是整個系統設計的關鍵 ， 確 地 完 成 印制電路正 板 的 布 線 和設計應該使得1板上的各部分電路相（）互間無 干 擾 ， 能正常工作；2印制板對外的傳 導 都 （） 發射 和輻射發射 盡 可能 降低到有關標準要求；達） 部 傳 導 干 擾和輻射干擾對印制板上的電路基3外本無影響。 主要 講 述 兩 大問題 ： 是 單 、 層 電路板;反一雙的電磁兼 容設 計 是 多層電路 板 的 電磁 兼 容設 計 。 二21元器件布置.（）器件布置的首要問題是對元器件的分組。1元 元 器 件 可 以

6、按 照 所 用 的 電 源 電 壓 不 同 來 分 組 ， 按 可 照數 字 電路和模 擬 電路分 組 ， 也可 按照 高速 低速 、 大 電 流 小 電 流 等 來 分 組 。 這 里建議首 先以不 同 的 直 流電源 電壓來分組 。如 果 使 用同種 電壓的 元器件中仍有 數 字 和 模擬 元 件 之分，可 以 再 進 行 分組。 電 源則 按 電壓 、 字 及模 擬 電路分 組后可 進一 步按 速度快慢 、 數 電 流 大 小 進 行 分組。分 組 的 目的 是 為 了按組 對 印 制板的 空 間進 行 分割，同 組的 元器件放 在一 起 ， 便 將以 在 空 間上保證各組 元件 不至產

7、生組 間 的相互干擾 。 （ ） 有 連 接 器 最 好 都 放 在 印 制 電路 板 的 一 翻 ，2所 盡 量 避 免 從 兩 側 引 出 電 纜 。這 樣 的 做 法 是 為 了 減 少 產生共 模輻射 干 擾 的可 能性 因為在板 上有高 速數 字信 號時 ， 如果 印制板 產生共 摸輻 射 ， 則電纜 是很好 的 共 模 輻 射 天 線 ， 子 天 線 會 比 單 板 天 線 產 生 更 大 振 的共模 輻射 干擾 。 （ ） 高 速 數 字 集 成 芯 片 與 連 接 器 之 間 投 有 直 3當接的信號交換時，高速數字集成芯片應安捧在遠離 連接器處。圖1a中，/驅動器被安捧得離連

8、接 （）I。器過遠，高速數 據 集 成 芯 片 被 安 排 得 離 連 接 器 太 而近， 因此 高 速數 字信 號有 可 能通過 電場 耦合 或 磁場收藕日期：011020195 ?4維普資訊 .cqvip.染 瑜 ， 電黛 摹容設 計 在 印制 電蓐板 中的應 用 等：耦 合對 輸 入輸 出環 路 產生 差 模 干擾 通 過 電纜 向 并 外 輻 射 。如 果高速數字集成芯片放在兩個連接器之 間，圖1b所示高速 數 字 信 號 耦 合 到 電 纜 上 如 （） 則 去 的可 能性 更大 。（ ） 入 輸 出 （/ ） 動 器 應 該 緊 靠 連 接 器 ，/ 4輸 I0 驅 I。 信 號

9、從 連 接 器 引 入 后 應 馬 上 進 入 I0 驅 動 器 ， / 不要在印鑭板上傳輸過長的距離，以免耦臺上千擾信 號。圖1 c 是圖la的改進，中10驅動器被移 （）（）圖/到連接器處， 速數字集成芯片移至遠離連接器處。高（】a高速器件靠近連接器佩寧 / M中，遺【低c（高速器件在兩個連接器件之間）困f c高速器件靠近連接器c線較粗.電感 量也不 能忽 略，高頻電流通 過 時仍 有可 觀的 電壓降，以一般都采用分地的方法。些雙面 所有印制板和多層印制板用一個面作為地線層,軌線與電感相比面電感很小，這種情況下是否需要分地在要根據情況決定，則是不相容電路的電流回路不原要有公共部分。該指出的

10、是地并不是把各種地應分完全隔離、有任何電氣連接，地詹各種地還應該沒分在適當位置連接起來，持整個地層的電連續性。保 （）源線的布置 2電電源線布置 應與地線結合起來考慮，便構成 以特性阻抗盡可能小的供電線路O單面板和 雙 面 板 的供 電 線 路是由印制板的軌線組成的.減小供電用 為軌線對的特性阻抗，源軌線和地軌線應該盡可能電粗.且相互靠近，電環路面積應該減小至IJ最低程并供度同電源的供電環路不要互相重疊O如圖2所不示，面板的電源供電線采用上下重疊的布置方法：，雙各個集成芯片的電源腳和地線腳連接到同一個電源軌線對中，集成芯片旁邊加了高頻去耦電容，而 且從使供電環路減小，且各集成芯片的高頻電流環路

11、并不會因相互 重疊而產 生磁場耦臺。但這種布置仍然存在問題果使用不同電源供電軌線對的集成芯 如片之間有 信號傳:輸則數字信號的回流將繞較大的 圈子.趴而增大信號環路的面積。決的 方法是采用 解并字形網狀結構的供電布置，3加了 4條垂直放 圖置的小型電源母線條，成了井字形網狀結構。外 構此圖中各 電源軌線對分別引到連接器端子上，不是 而在板上先匯合成一對 然后再連到蓮接器上，樣處 這理使共阻抗耦合進一步減少圖l高速器件與1O驅動器的安排/（）元器件安排時應考慮盡可能縮短高速信 5在號線的長度，如時鐘線、據線、址 線等 果高 例數地如速器件的信號線必須與連接器相連接，應 考慮把 則高速器件放在連接

12、器處，量縮短走線后在稍遠 盡 然處安排中速器件，遠處安排低速器件。則如果高 最否速元件 遠離連接器，高速信號將穿過整塊印制板 則才能到達連接 器.將可能對沿途的中、速電路產 這低生干擾。這條原則似乎 與第（）愿則相矛盾，實 3條但際上目的只有一個，避免高速電 路對低速電路的 即影響，是情況不同，取的方法不同而已。只采 圖2集成片與供電軌踐對連接方法22地線和電源線的布置 .（）置地 線 時首先考慮a地1布分分地即根據不同的電源電壓、字和模擬 、 速數高和低速、電流和小電流（們都是不相容的廿）分大它來別設置地線目的是為了防止共地線阻抗耦臺干其圈3井字形同狀供電結構2 3信號線的布置）1不相容的信

13、號線應相 互隔離這樣做的目的是避免相互之 間產生耦臺干擾。高額與低頻、電流與小電流、大數字與模 擬信號線是不相容的件布置 中 我 們 已 經 考 慮 了 把 不 相 容 元 元善 5擾。 單面 印制板 和有 些兩 面板用 軌線 做地 線 即使 軌維普資訊 .cqvip.電子工程師件 放 在 印 制 板 上 不 同 的 位 置 ， 信 號 線 的 布 置 上 仍 在 應 該注 意把 它們 隔離 ， 般 可采取 下 面的措 施 ： 一 不 相 容 信 號 線 應 相 互 遠 離 ，要 平 行 ， 布 在 不 不 分 同 層 上 的 信 號 線 走 向 應 互 相 垂 直 ， 樣 可 以 減 少 線

14、 這 間 的 電 場 和 磁 場 耦 合 干 擾 ； 速 信 號 線 特 別 是 時 鐘 高 線 要 盡 可 能 的 短 ， 要 時 可在 高 速信號線 兩 邊 加 隔必離地線 ， 離地 線 兩 端 應 與 地 層 相 連 接； 號 線的布隔 信 置 最好根據信號 的 流 向 安 排 ， 個 電 路 的 輸 出 信號 一線不要 再 折 回輸人信號線區 域 ，為 輸 人 線 與 輸 出 因 線通常是不 相容的。 （ ）量減小信號環路的面積 2盡減小信號環路的面積，為了減小環路的差模是電 流 輻射 。 路 輻 射 與 電流 強 度和環路面積 成 正 比 ， 環在電流強度確定的 情 況 下 ， 了減

15、 小環 路輻 射 ， 有為 只 設 法 減小環路面積。 號 環路 不 應 重 疊 ， 對 于 高 速信這度、 電 流 的 信 號環路尤為重要 ， 際上 減 小 面 積 比 大 實.8No1 2 0 2 . 0 2C = A ?nX+, C7 ) A 2 半C() ?rs 下 t/ sn/it)i rT n o n=Trc（） 1式中，是 數 字 脈 沖 寬 度 ， 是數字脈沖的 上 升 時t間，T是數字信號的重復周期。根據這個結果， 以 可 把 方波數字信號的印制板設計帶寬定為1,通 常 要考慮 這個帶 寬的 十倍頻縮短信號線 長度更 有效 。在 單層 和雙層 板 上信號 線及其丿、回流 線應

16、緊貼在一起布置，好 是 每條信 號線 最 都 有 自己的回流線則容易產生信號環路的重 疊 。 否前面已經講過，單面板和雙面板中布置地線時采在 用 井字 形網狀 結 構 ， 多層 板號線 不 要跨 越地在層上的隔縫目的都是為了減小信號環路面積 。 其（)慮阻抗匹配問題3考當高速數字信號的傳 輸 延 遲 時 間 t t4時，d>/f為信號的脈沖上升時間 ， 考 慮 阻 抗 匹 配問 題 于應對f一1s的數字信號, 線長就滿足上述條件n軌e了。在單面板和雙面板上的 軌 線 對的特性阻抗實際上很 難控 制 ， 因為兩條 軌 線要 始終保 持 平行 ， 寬度不 變 ， 能 保 證 特 性 阻 抗

17、不 變 。果 雙 面 板 有 一 面 作 地 才 如 層， 或采用 多層 板 ，軌線 與 地 層的特 性 阻抗 對同一 則 層 上寬 度 和厚度 相 同的任 何 走 向 軌線 都 是 相 同的。 般為4 1O這樣就便于與集成芯片的輸人或 02n.輸出阻抗相匹配。 （）人輸出軌線在連接器端口處應加高頻 去 4輸耦電容 通常IO信號的頻率要低于時鐘頻率，以高 /所 頻去耦電容的選擇應能保證io信號正常傳輸，/而 濾除高頻 時 鐘 頻 率 及 其 諧 波 。 該 高 頻 去 耦 電 容 是 為 了抑 制 差 模 干 擾 ， 括沿Io線進人印 制 板和 從 印 包/制板出去的干擾，以該電容應接在:I

18、O線的信號所/線與 地線之間。3多層印崩電路板的電磁兼容設 計在進行多層印制板設計時，先要考慮的是帶首寬。數字電路電磁兼容設計 中要考 慮 的 是 數字脈沖的上升沿和下降沿所決定的帶寬而不是數字電路脈多層 電 路板 的 電磁兼容分析可以基于克希霍夫定律和法拉第電磁感 應定 律 。 根據克希 霍夫 定律 ， 任 何 時域信 號 由源到負 載 的傳輸 都必 須有 一個 最低 阻 抗 的 路 徑 。 個 原 則 完 全 適 合 高 頻 輻 射 電流 的 情 況 ， 這 如果高頻 輻射電流 不是經 由設 計中的 回路 到達 目的的負載，就一 定是通過 某 個客 觀存在的 回路到達 的 ，這一非 正 常

19、 回路 中的一些器件就會 遭受 電磁騷 擾 。在數 字 電 路 設 計 中 ， 們 最 容 易 忽 略的是 存在 于器人 件、 導線印制板和插 頭上 的寄 生電感、 電容 和導 納。多層板設 計要 決定選用 的多層板的層數 。多層板 的層 間安排 隨著 電路而變 ，有以下幾條共 同原則 ： 但電 源 平 面 應 緊 靠 接 地 平 面 ， 且 安排 在接地并 平面之 下。這 樣 可以利用 兩 金 屬 平 板 間 的電 容 做 電 源的平 滑電 容，時 接地 平 面還 對電 源 平 面 上 分 布同 的輻射 電流起到屏蔽作用 。 布 線 層 應 安 排 與 整 塊 金 屬 平 面 相 鄰 。 這

20、 樣 的 安 排 是 為 了 產 生 通 量對消 作用 。 把 數 字 電路和模 擬 電路分開 ， 條 件時 將 數有 字 電 路和 模 擬電 路 安 排 在 不 同 層， 果 一 定要 安 如 排 在 同一層 ， 采 用開 溝 、 接 地線 條 、 可 加 分割 等 方 法 補 救 。 擬 的 和 數 字 的 地 、 源 都要 分 開， 能 混 用 。 模 電 不數字 信號有很 寬的頻譜 ， 產生騷擾的 主要來源 。 是在 中 間 層 的 印 制 線條 形 成 平面 波 導 ，表 面 在層形 成微帶 線 ， 者傳輸 特性 不 同。 兩 時 鐘 電 路 和 高 頻 電 路 是 主 要 的 騷

21、擾 和 輻 射 源 ， 定 要 單 獨 安 排 離 敏 感 電 路 。 一 遠 不 同 層 所 含 的 雜 散 電 流 和 高 頻 輻 射 電 流 不 同 ， 線時 ， 能 同等對 待 。 布 不 多層 印制板設 計 中有兩個 基本 原則用 來確 定 印 制線 條間距 和邊距 ：? 2一原則 具體表述如下：有的具有一定 0H所電壓的印制板都 會 向 空 間 輻 射 電 磁 能 量 ， 減 小 這 為 個效應， 印制 板 的物 理 尺寸 都 應 該比最靠近的接地 板的物理尺寸小2 H,中H是兩層印制板的間 0 其 距 。 在 一 定 頻 率 下 ， 個 金 屬 板 的 邊 緣 場 會 產 生 輻

22、 兩 射 。減 小 一 塊 金 屬 板 的 邊 界 尺 寸 使 其 比另 一 個 接 地 板 小 ， 射 將 減 小 。 當尺寸小至1 H時，射強度開 輻O輻始下降，尺寸小至2H時， 射強度下降7 。當0輻0根沖的 重復頻 率 矩形周 期數 字脈 沖的傅 立 葉展 開有 下 面 的 形 式據2原則，照一般典型印制板尺寸.0 般 0H按2H為3 m。 a r ? 2W原則當兩條印制線間距比較小時，線一兩之 間會 發生 電磁 申擾 ， 申擾會使有 關 電路功艟失 常 。5 6 ?維普資訊 .cqvip.桀 暗 ，： 等 電疊 兼容設 計 在 印制 電蓐板 中 的應 用為 避 免 發 生這種騷 擾

23、， 保 持 任 何 線 條 間 距 不小 于 應兩 倍 的印制線條寬度。印制 線條 的寬度 取決 于線 條阻抗 的要求 ， 寬會減 小布 線 的 密度，加成本 ； 太 增 太 窄會 影響傳 輸到終端 的信 號 的波形和強度。 31地線的布置 首先，建立分布參數的概念，于一定頻 率 要 高 時， 任何金 屬導線 都 要看成 是 由電阻 、 電感 構成 的器 件。 所 以接 地引 線 具有 一定阻抗 并且構 成電氣 回路 ， 不 管 是 單 點 接 地 還 是 多 點 接 地 ， 必 須 構 成 低 阻 抗 都 回路 進 人 真 正 的 地 或 機 架 。2 rm 長 的典型印制線 5 a大約會表

24、現1 2 n的電感，上分布電容 的存 5 0H加在，會在接地板和設備機架之間構成諧振電路。就其 歡， 接地 電流流 經 接地線 時 ， 產 生傳 輸 線效 應和 天 會 線效 應 。當線 條 長 度為14波長時，以表現出很高 /可的阻抗，地線實際上是開 路 的，地 線 反而成為向 接接 外 輻 射 的 天 線。后， 地板 上 充滿 高頻 電流和 騷 擾最接形 成 的渦流 ， 此 ， 接 地點之間構成許 多 回路 ，因 在這些 回路的直徑 （ 接地 點 間距 ） 小 于最高頻 率波 長或 應的 12選擇恰當的器件 是 設計 成 功 的重 要 因素，/0特 別是 在選擇邏輯器件時，量選擇上升時間比

25、盡 5 s長的，不要選比電 路 要 求 時 序 快 的 邏 輯 器 件 。 n 決遲， 當延 遲達到 一定 數值 時 ， 要進行 阻抗 匹配 以免 就 發 生終端 發射 ， 時鐘 信 號抖動 或發生 過 沖。 使 阻抗 匹 配 方 法 有 串聯 電 阻 ， 并聯 電阻 、 雉南罔絡、C網 熏R絡、二極管陣列等。（）制線條上接人較多容 性 負 載 的 影 響 3印 接 在 印 制 板 線 條 上 的 容 性 負 載 對 線 條 的 渡 阻 抗 有 較 大 的 影 響 。 別 是 對 總 線 結 構 的 電 路 ， 性 負 載 特 容 的影 響往往是 要考 慮 的關鍵 因素 。 描 述傳 輸線可

26、以采用 三 種方式 ：1 ）用傳輸渡阻抗（）Z0和傳輸時延（兩個參數 ）描述傳輸線。（） 2t 一 1XvL/C（）32 用傳 輸 渡阻抗 和 （） 與波 長有關 的） 歸一 化長度描 述傳輸線。3用單位 長 度 的電感 、）電容 和 印毹 線 的物 理 長度來描 述傳輸線。在印制板設 計 中經 常采用第 一種 方式 描述 由印 制線條構 成 的傳輸 線 。 時 ， 輸 時延的大 小決 定 了 此 傳印制線條 是 否需要 采取阻抗控制的措旌 。當線條上有 很多 電容性 負載 時 ， 線條 的傳 輸時延 將會 增大 ，與 原 來的傳輸時 延 有 如 下 的 關 系3 2 電源線 的 布置 . 對

27、 于多層 板 ， 采用 電 源層一 地層 結 構 供 電， 種 這 結 構 的特 性 阻 抗 比軌 線 對 小 得 多 ， 以 做到 小 于 1 可歐姆 。 這種結 構 具有 一定 的電容 ， 必在 每個集 成芯 不 片旁 加高 頻 去 耦 電容 ，即使 層 電容 容量 不 皓需 要 外 一 加 去耦 電容 時 也不 一 定 要 加 在集 成芯 片 旁 邊 ， 以 可加在印制 板 的 任 何 地 方 。集成芯片的電 源 腳 和地腳可以通過金 屬 化通孔 直 接 與 電源 層 和地層連接所以供 電環路總是最小的。 于 “流總是走阻抗最小由電途徑則 ， 層 上的高頻回流總是緊貼在軌 線 下 面 原

28、 地 走，非有地層隔用縫阻擋，此信號環路也總是最小除因；W /Z()4式中，t不考慮容性負載時的線條傳輸時延為為不考慮容性負載時的線條分布 電 容 ， 為 無 匹 配L的最大印制線條 長度。4 結 束語從 以 上論 述 可 以得 出 ：器件要分組放置， 防 元以止產生組問干擾；速電 路 位 置 要 安 排 恰當，免通高以的 。可見 電 源層 一 層結 構 與軌線 對 供 電相 比較 ， 地 具 有布 置 簡單靈 活，電磁兼容性好等優點。3 3時鐘電路的設計時鐘電路在數字電路 中 占有 重要地 位 同時 時 鐘 電 路 也 是 產 生 電 磁 輻 射 的 主 要 來 源。一個具有 2 s上升沿的

29、時鐘信號輻射能量的頻譜可達 n 10 Hz 6M。因此，計好時鐘電路是保證達到整機輻 設射指標的關鍵 。時鐘 電路設 計 主要應 注意 以下幾 個方 面 的問題 。過電場耦臺或磁場耦合干擾其他電路據情況分 根別設置地線， 以防止 共地線 阻抗耦 合 干擾 電環 路 供 面 積應該 堿 小 到最 低 程 度 ， 且不 同電源的供電環路 不要重疊，以避免產生磁場耦合不相容的信號線要 相互 隔 離 ， 以免產生 耦合 干擾 ； 應減 小信 號環路 面 還積， 以降低環 路輻 射和共模 輻 射 ；當傳輸延 遲達 到一 定 數值 時 ， 進行 阻 抗 匹配 以免發 生終端反 射 ， 高 要 使速信 號抖

30、 動或 發 生過 沖。考文獻（ ） 抗 控 制 1阻 計算各 種 由印 制板 線條 構成 的微 帶線 和擻 帶 渡導 的渡阻抗 、 移常 數、 相 衰減 常數等 等。典 型結 構 的 波 阻 抗 和 衰 減 常 數 可 從 設 計 手 冊 中查 到 。 而特 殊 結 構 的微 帶線 和微帶 波導 的參 數 需要用 計算 電磁學 的 方 法 求 解 （ ） 輸 延 遲 和 阻 抗 匹 配 2傳 由印制 線 條 的相 移 常數計 算時 鐘脈 沖受 到 的延1抄斐電一體化系統的電璉兼容技木. 豪 ：胃電力機北中出版杜.99192白同云 等磁兼 容 設 計. 京：京辟電大學出版杜電北北21003偉華.

31、 電磁兼窖實 用 手 冊.京；械工業出版 社 .98北機196 ?71 本文由 jimmy3973 貢獻pdf 文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT,或下載源文件到本機查看。維普資訊 .cqvip.電 子工 程 師.8N0120202電磁兼容設計在印制電路板中的應用Apiain0plct0fEM Cs gn PCBDei n i北方交通大學電磁兼容實驗 室 （ 京 100 ) 北 0 0 0柴瑜沙斐摘要】 講 述 了印制 電路板 的 電磁 兼容設 計 。從 元 器件 的布置到 地 線 、 電 源線 以爰 信號線 的設計 ，最后又介 紹了多層板設計 時 的一些問題 。關鍵詞 :電

32、磁兼 窖 ， 電磁 騷擾 ，共模輻射， 差模干擾【Ab tat:Thsppr i t0uehlc rma n tccmptbl ye in0hsrc i aen r dc s teeet0 g e i0ai itd sgfteipi t d cr utbadr n eic i0 r s，icuigtea r n enfe eenshe in0r udtaenld nhra g met0l me t，t ed s gfg0nr c 、 man taeninl ta e At l s . id s usssme p 0 lms0iircadsg ar c.atticse0rbef mu y rrn

33、 ehi aepit d l ：rutbad.ici0rsKe wor :lcr m anei0 pa iiiy，e et0antc yds e et0g tccm tblt lcr m g e iditracs u b ne， cmm0n0e0 m drdi t0n.dif rnta0n efrncaai fe e i lm de i treee10言l電磁兼容性是電子設備或系統的主要性臺匕二 能之2單、 雙層印制 電路板的電磁兼容設計共同的原則應該遵循。 在 印 制 板布線時通常先確定元器件在板上的位置，后布置地然線、源線，安排高速信號線，后考慮低速信號電再最線在分別加以討論。現電磁兼容設

34、計是宴現設備或 系統 規定的功 能 、使系統教能得以充分發 揮 的 重 要保證。必須在設備或系統功能設計的同時行 電 磁 兼 容 設 計 。磁兼容進電設計的要求是使電子設備或系統滿足電磁兼容標準 的 規定、有兩方面的能力:1能在預期的電磁環具 （）境 中正常工作， 性 能降低或故障； 2 不會對其他無（）系統或設印制 板 上 的 電路 雖然 各 式各 樣 ， 就 布線 和設但計而言總是有些備 的正 常工 作 產 生影 響 為其 電磁 環境 成中 的 電磁 污 染 源 。電磁兼 容設 計可 分 為 系統和系統 間兩部 分 ，主要是對系統之間及系統 部 的電磁兼容性進行分析、測 、 制 和評估現電

35、磁兼容和最佳效費 比 預 控 實系統間電磁騷 擾控 制技 術包括： 有用信號 的控 制、對對人為騷擾的控制、自然 騷 擾 源 的 控 制。統電對系磁兼容設 計 包 括 ： 制電路板的設計、源器件的選印卩有用、及電路 板 的 布 線 、地、蔽及 濾 波 。 文主要以接屏本討論印制電路板的電磁 兼 容 設 計 。 印 制電路板是構成數字電子設備的 基 礎 ， 證 印 制 電路板的 電 磁 兼保容性是整個系統設計的關鍵 ， 確 地 完 成 印制電路正 板 的 布 線 和設計應該使得1板上的各部分電路相（）互間無 干 擾 ， 能正常工作；2印制板對外的傳 導 都 （） 發射 和輻射發射 盡 可能 降低

36、到有關標準要求；達） 部 傳 導 干 擾和輻射干擾對印制板上的電路基3外本無影響。 主要 講 述 兩 大問題 ： 是 單 、 層 電路板;反一雙的電磁兼 容設 計 是 多層電路 板 的 電磁 兼 容設 計 。21元器件布置.（）器件布置的首要問題是對元器件的分組。1元 元 器 件 可 以按 照 所 用 的 電 源 電 壓 不 同 來 分 組 ， 按 可 照數 字 電路和模 擬 電路分 組 ， 也可 按照 高速 低速 、 大 電 流 小 電 流 等 來 分 組 。 這里建議首 先以不 同 的 直流電源電壓 來分 組 。如 果 使用同 種 電壓的元器件中仍有 數 字 和模擬元件 之 分，可 以再

37、進 行分組 。 電源則 按 電壓 、 字 及模 擬 電路分 組后可 進一 步按 速度快慢 、 數 電 流 大 小 進 行分組。分 組 的 目的 是 為 了按組對印 制板 的 空間進 行分割 ，同組的元器件放 在一 起 ， 便將以在空 間上保證 各組元件 不至產生組 間的相互干擾 。 （ ） 有 連 接 器 最 好 都 放 在 印 制 電路 板 的 一 翻 ，2所 盡 量 避 免 從 兩 側 引 出 電 纜 。這 樣 的 做 法 是 為 了 減 少 產生共 模輻射 干 擾 的可 能性 因為在板 上有高 速數 字信 號時 ， 如果 印制板 產生共 摸輻 射 ， 則電纜 是很好 的 共 模 輻 射

38、天 線 ， 子 天 線 會 比 單 板 天 線 產 生 更 大 振 的共模 輻射 干擾 。（ ） 高 速 數 字 集 成 芯 片 與 連 接 器 之 間 投 有 直3當接的信號交換時，高速數字集成芯片應安捧在遠離 連接器處。圖1a中，/驅動器被安捧得離連接 （）I。器過遠，高速數 據 集 成 芯 片 被 安 排 得 離 連 接 器 太 而近， 因此 高 速數 字信 號有 可 能通過 電場 耦合 或 磁場收藕日期：011020195 ?4維普資訊 .cqvip.染 瑜 ， 電黛 摹容設 計 在 印制 電蓐板 中的應 用 等：耦 合對 輸 入輸 出環 路 產生 差 模 干擾 通 過 電纜 向 并

39、外 輻 射 。如 果高速數字集成芯片放在兩個連接器之 間，圖1b所示高速 數 字 信 號 耦 合 到 電 纜 上 如 （） 則 去 的可 能性 更大 。（ ） 入 輸 出 （/ ） 動 器 應 該 緊 靠 連 接 器 ，/ 4輸 I0 驅 I。 信 號 從 連 接 器 引 入 后 應 馬 上 進 入 I0 驅 動 器 ， / 不要在印鑭板上傳輸過長的距離，以免耦臺上千擾信 號。圖1 c 是 圖 1a 的 改 進 ， 中 I0 驅 動 器 被 移 （）（） 圖 / 到 連 接 器 處 ，速數字集成芯片移至遠離連接器處。高 （】a高速器件靠近連接器佩寧 / M中，遺【低c（高速器件在兩個連接器件之

40、間）困f c高速器件靠近連接器c線較粗.電感 量也不 能忽 略，高頻電流通 過 時仍 有可 觀的 電壓降，以一般都采用分地的方法。些雙面 所有印制板和多層印制板用一個面作為地線層,軌線與電感相比面電感很小，這種情況下是否需要分地在要根據情況決定，則是不相容電路的電流回路不原要有公共部分。該指出的是地并不是把各種地應分完全隔離、有任何電氣連接，地詹各種地還應該沒分在適當位置連接起來，持整個地層的電連續性。保 （）源線的布置 2電電源線布置 應與地線結合起來考慮，便構成 以特性阻抗盡可能小的供電線路。單面板和雙面板的供電線路是由印制板的軌線組成的.減小供電 用為 軌 線 對的特性阻抗，源軌線和地軌

41、線應該盡可能電粗.且相互靠近，電環路面積應該減小到最低程并供度，同電源的供電環路不要互相重疊.。如圖2所不示面板的電源供電線采用上下重疊的布置方法：，雙各個集成-PR芯片的電源腳和地線腳連接到同一個電源軌線對 中 ，集 成 芯 片旁邊加了高頻去耦電容，而 且從使供電環路減小，且各集成芯片的高頻電流環路并不會因相互 重疊而產 生磁場耦臺。但這種布置仍然存在問題，果使用不 同電源供電軌線對的集成芯 如片之間有信號傳輸，則數字信號的回流將繞較大的圈子.趴而增大信號環路的面積。 決的方法是采用 解并字形網狀結構的供電布置，3加了 4條垂直放 圖置的小型電源母線條，成了井字形網狀結構。外 構此圖中各 電

42、源軌線對分別引到連接器端子上，不是 而在板上先匯合成一對 然后再連到蓮接器上，樣處 這理使共阻抗耦合進一步減少圖1高速器件與1O驅動器的安排/（）元器件安排時應考慮盡可能縮短高速信 5在號線的長度，如時鐘線、據線、址 線等 果高 例數地如速器件的信號線必須與連接器相連接，應考慮把則高速器件放在連接器處，量縮短走線.后在稍遠盡然處安排中速器件，遠處安排低速器件。則如果高最否速元件遠離連接器，高速信號將穿過整塊印制板則才能到達連接器 . 將可能對沿途的中、速電路產這低生干擾。這條原則似乎與第（）愿則相矛盾，實3條但際上目的只有一個，避免高速電路對低速電路的即影響，是情況不同，取的方法不同而已。只采圖 2 集成片與供電軌踐對連接方法22地線和 電源 線 的布置.()置地線時首先考慮“地”1布分分地即根據不同的電源電壓 、字 和 模 擬 、 速 數 高 和 低 速 、電 流 和 小 電 流（ 們 都 是 不 相 容 的 ）分 大 它 來 別 設 置 地 線 目 的 是 為 了 防 止 共 地 線 阻 抗 耦 臺 干 其丿、圈3井字形同狀供電結構2 3信號線的布置 .（）1不相容的信號線應相互隔離 這樣做的 目的是避 免 相 互之 間 產生 耦 臺 干擾 。高額 與低頻 、電流 與小 電流、 大 數字 與模 擬信號 線是 不 相 容 的 ，件 布 置 中 我 們 已 經 考