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干货 EMC之PCB设计技巧

随着电子技术的不断发展,pcb(printed circuit board)已经成为电子产品中不可或缺的部分。在pcb设计中,emc(electromagnetic compatibility)是一个非常重要且必须考虑的方面。emc是指在同一个电磁环境下,多个电子设备之间能够互相协调并正常工作的能力。现在,我们来分享一些pcb设计中的emc技巧。
1. 确保参考平面连续性
一个完整的参考平面能够提供两个好处:其一,可以提供良好的电源/接地;其二,可以减少信号回路中的环形区域。信号回路中的环形区域能够捕获导致emi(elecromagnetic interference)的磁场。为了避免这种情况,需要确保参考平面是连续的。
2. 减少环形参考平面区域
在设计参考平面时,需要避免环形参考平面区域。这些区域可以类比于小回路,会产生emi,同时,也会吸收来自其他引脚的信号。为了减少环形参考平面区域,可以使用内部铜形状,确保它们插入地面平面,同时使引脚尽可能接近内部形状。
3. 电源隔离
为了防止emi对电源线的影响,可以通过使用电源(isolator)来隔离电源线和其他杂散信号。这样做的话,能够防止电源线被强电场干扰,并且对电源线有噪声的设备也不会影响其他设备。
4. 近源耦合
如果发生emi的原因是由引脚引起的信号完整性问题引起的,则可以通过近源耦合来解决这个问题。近源耦合是指将合理分布的高图层(如vcc和gnd)与信号层相连,从而在信号层和高图层之间形成一个回路。这将大大提高信号完整性,减少线路中的emi干扰。
5. 多层板与信号分组
大多数pcb板都是多层板,因此需要对信号进行分组以便于理解。不同信号可能会干扰其他信号的完整性,因此有必要对它们进行分类,使其能够在分配的区域内保持一定的距离。此外,在设计多层板时,还应该记得将每个层地回路都连接到地平面上。
6. 抑制电源噪声
emi通常是由电源噪声引起的。因此,在设计pcb时,需要采用措施来抑制电源噪声。例如,在电源线上使用适当的滤波器或者干扰消除电路。同时,还应该使用低esr(equivalent series resistance)电容并尽量缩短电源线长度,以降低电源噪声。
7. 优化地平面
地面是扩散emi的关键要素,因此,在pcb设计中,需要优化地平面。必须确保整个电路板的地面平面是一致的,而不是分层而成的。此外,地面平面应该尽量减少连接到其他地面或像金属边框这样的物体上。
以上是pcb设计中的一些emc技巧。通过注意这些技巧,可以帮助你设计出更好的电路板,避免emi产生的问题。另外,在确保设计完整之后,还需要进行emc测试,以确保该设计在实际环境下能够在不同的emi挑战下正常工作。
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