PCB设计中的若干电磁兼容考虑(LYC).ppt
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1、PCB设计中的若干电磁兼容考虑林英撑2011提提纲纲PCBPCB设计基础设计基础高速高速PCBPCB设计中的若干设计中的若干EMCEMC问题问题PCBPCB设计中应对设计中应对EMCEMC的方法的方法PCBPCB设计中通用规则和习惯设计中通用规则和习惯4批评与指正批评与指正5123提纲一、一、PCBPCB设计基础设计基础 PCB PCB 即即 Printed Circuit Board Printed Circuit Board 的简写,中文名称的简写,中文名称为印刷电路板、是重要的电子部件,是电子元器件的支撑为印刷电路板、是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。
2、体,是电子元器件电气连接的提供者。PCBPCB设计主要步骤设计主要步骤:准备原理图准备原理图 -规划电路板规划电路板 -设置规则设置规则 -导入元件导入元件(网表)(网表)-布局布局 -布线布线 -后续处理(铺通、补泪滴后续处理(铺通、补泪滴等)等)基础PCBPCB设计中一些基本知识设计中一些基本知识:封装、:封装、PCBPCB的层结构、过孔、的层结构、过孔、PCBPCB规则规则二、高速二、高速PCBPCB设计中的若干设计中的若干EMCEMC问题问题问题:问题:1 1、板间干扰、板间干扰2 2、模块间干扰、模块间干扰3 3、线间干扰、线间干扰4 4、信号反射、信号反射5 5、地弹、地弹6 6、
3、开关噪声、开关噪声7 7、信号辐射、信号辐射8 8、天线效应、天线效应 问题 上图为电磁兼容干扰模型组成图。电上图为电磁兼容干扰模型组成图。电磁兼容问题的处理即想办法破坏其中的形磁兼容问题的处理即想办法破坏其中的形成条件。为了更好的处理成条件。为了更好的处理PCBPCB设计中可能设计中可能存在的电磁兼容问题,有必要对一些常用存在的电磁兼容问题,有必要对一些常用元件的电磁兼容模型进行了解。元件的电磁兼容模型进行了解。二、高速二、高速PCBPCB设计中的若干设计中的若干EMCEMC问题问题元件特性,元件特性,此处指此处指PCBPCB中可能在电磁兼容干扰模型扮演其中可能在电磁兼容干扰模型扮演其中角色
4、的单元的特性,主要为等效电感、电容等。中角色的单元的特性,主要为等效电感、电容等。电流回路模型:电流回路模型:所有信号的变化将产生电流,电流为闭环通路,电所有信号的变化将产生电流,电流为闭环通路,电路需要保证每条通路低阻抗特性,特别注意存在较大电流的通路。路需要保证每条通路低阻抗特性,特别注意存在较大电流的通路。元件的引脚元件的引脚:有引脚线的元件,其引脚存在寄生效果,如:有引脚线的元件,其引脚存在寄生效果,如1mm1mm的引脚的引脚可产生约可产生约1nH1nH的电感和的电感和4pF4pF的电容。在高频时影响较大。的电容。在高频时影响较大。电阻:电阻:在寄生参数方面在寄生参数方面,贴片贴片 优
5、于优于 直插,碳膜直插,碳膜 优于优于 金属膜金属膜 优于优于 线绕。一下是几个常用的应用场合的处理:线绕。一下是几个常用的应用场合的处理:1 1、高频放大电路中需特别注意电阻的选择和摆放,因为其电感、高频放大电路中需特别注意电阻的选择和摆放,因为其电感特性会导致阻抗变化,故应让其寄生电感最小;特性会导致阻抗变化,故应让其寄生电感最小;2 2、快速变化信号线的上下拉电阻需要注意电阻的选择和摆放,、快速变化信号线的上下拉电阻需要注意电阻的选择和摆放,因为因为PCBPCB电感和器件寄生电感将影响信号切换速度;电感和器件寄生电感将影响信号切换速度;3 3、RCRC滤波电路中,电阻元件的寄生电感可能会
6、导致本机振荡。滤波电路中,电阻元件的寄生电感可能会导致本机振荡。问题二、高速二、高速PCBPCB设计中的若干设计中的若干EMCEMC问题问题电容:电容种类多,有铝电解电容、钽电容、陶瓷电容等,电容:电容种类多,有铝电解电容、钽电容、陶瓷电容等,铝电解电容由于其内部的螺旋状金属箔结构,可实现较大容值,铝电解电容由于其内部的螺旋状金属箔结构,可实现较大容值,但寄生电感较大;但寄生电感较大;钽电容为单块直板构成,在可靠性和寄生电感方面优于铝电解钽电容为单块直板构成,在可靠性和寄生电感方面优于铝电解电容;电容;陶瓷电容为多个平行金属片结构,寄生参数主要体现为片结构陶瓷电容为多个平行金属片结构,寄生参数
7、主要体现为片结构感抗。感抗。电容的绝缘介质也对其表现有很大影响,铝电解电容和钽电容电容的绝缘介质也对其表现有很大影响,铝电解电容和钽电容更适合于更适合于低频低频,陶瓷电容则适合于中,陶瓷电容则适合于中高频高频,而对于,而对于甚高频或微波电甚高频或微波电路路则需要选用低损耗陶瓷电容或云母电容。则需要选用低损耗陶瓷电容或云母电容。在频率较高时电容的在频率较高时电容的等效串联电阻等效串联电阻也非常重要。下面是对于一也非常重要。下面是对于一些场合应用说明。些场合应用说明。1 1、旁路电容、旁路电容 通常选择铝电解电容或钽电容;通常选择铝电解电容或钽电容;2 2、去耦电容、去耦电容 用于滤除开关噪声,频
8、率较高,通常选择陶瓷电用于滤除开关噪声,频率较高,通常选择陶瓷电容,可多个不同容值并联使用,在布局布线时尽量降低布线阻抗;容,可多个不同容值并联使用,在布局布线时尽量降低布线阻抗;问题二、高速二、高速PCBPCB设计中的若干设计中的若干EMCEMC问题问题电感:电感:由于其固有的电磁特性,电感是对电磁信号更为敏感的器件。由于其固有的电磁特性,电感是对电磁信号更为敏感的器件。电感分开环电感和闭环电感,开电感有带屏蔽和不带屏蔽之分,电感分开环电感和闭环电感,开电感有带屏蔽和不带屏蔽之分,还分棒式和绕轴式。开环电感会辐射电磁信号,闭环电感则不会。还分棒式和绕轴式。开环电感会辐射电磁信号,闭环电感则不
9、会。电感与电容、电阻比较有个好处是其没寄生感抗,故对于贴片和电感与电容、电阻比较有个好处是其没寄生感抗,故对于贴片和引线型没有大的差别。引线型没有大的差别。电感的磁芯材料也非常重要,通常有铁和铁氧体两种,铁氧体有电感的磁芯材料也非常重要,通常有铁和铁氧体两种,铁氧体有更好的特性,故铁芯电感常用于低频电路,铁氧体芯电感则常用于高更好的特性,故铁芯电感常用于低频电路,铁氧体芯电感则常用于高频电路。频电路。另外再另外再EMCEMC设计中经常可能用到两种特殊电感铁氧体磁珠和铁氧体设计中经常可能用到两种特殊电感铁氧体磁珠和铁氧体磁夹,他们对高频信号有较强的衰减能力。磁夹,他们对高频信号有较强的衰减能力。
10、以下为几个常用的应用场合的处理以下为几个常用的应用场合的处理:1 1、电感用于、电感用于DC-DC,DC-DC,需要电感辐射低,电流大。通常采用功率型绕轴式需要电感辐射低,电流大。通常采用功率型绕轴式闭环电感。闭环电感。2 2、电感用于交流电源滤波,需要其具有更好的高频特性。、电感用于交流电源滤波,需要其具有更好的高频特性。3 3、电感用于抗干扰,通常使用磁珠或磁环。、电感用于抗干扰,通常使用磁珠或磁环。问题二、高速二、高速PCBPCB设计中的若干设计中的若干EMCEMC问题问题二极管:二极管:作为最简单的半导体器件,其应用极其广泛。高频时需考虑作为最简单的半导体器件,其应用极其广泛。高频时需
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- 关 键 词:
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