[PCB抄板]PCB的电磁兼容设计技术流程
旁路、去耦和储能
设计PCB时经常要在电路、芯片附近或电源电路上加一些电容,来满足数字电路工作时要求的电源低噪声和低波纹的要求,根据其使用功能可分为旁路电容、去耦电容和储能电容三类。
旁路电容的作用是为提高系统配电的质量,降低在印制电路板上从元器件电源、地脚转移出不想要的共模射频能量。这主要是通过产生交流旁路来消除无意的能量,降低器件的EMI分量,另外还可提供滤波功能。去耦电容的主要功能是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播并抑制噪声对其他芯片的干扰。
去耦电容距离芯片越近,其补充电流的环路面积就越小,则电路辐射就会很小,因为电路的辐射强度跟电流的环路面积成正比。原则上集成电路的每个电源引脚都应布置一个0.01μF的磁片电容。对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件,应在芯片的电源脚和地脚之间直接接入去耦电容。
储能电容可为芯片提供所需要的电流,并且将电流变化局限在较小的范围内,从而减小辐射。储能电容一般放在下列位置:PCB板的电源端;子卡、外围设备和子电路I/O接口和电源终端连接处;功耗损毁电路和元器件的附近;输入电压连接器的最远位置;远于直流电压输
入连接器的高密元件位置;时钟产生电路和脉动敏感器件附近。
分层
PCB的合理分层不但可以降低系统的射频发射,更可以提高系统的性能,最典型的就是保证信号的完整性。要满足EMC的严格指标并且考虑制造成本,适当增加地平面是PBC的EMC设计最好的方法之一。
电源层数由电源的种类、数量决定。对于单一电源供电的PCB,只需一个电源平面;对于多种电源,如需互不交错,可考虑采取电源层分割;对于电源互相交错的单板,需要多种电源供电且互相交错,则必须考虑采用两层或两层以上的电源平面。
信号层数的确定由单板的功能决定。从EMC的角度,需要考虑关键信号(如时钟、复位信号等)的屏蔽或隔离来确定是否增加单板层数。