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PCB布线如何消除磁通线

发布时间: 2012-09-24

  在PCB中,会产生EMI的原因很多,例如:射频电流、共模准位、接地回路、阻抗不匹配、磁通量……等。在设计PCB布线时,要如何消除磁通线呢?目前有许多技巧可供参考,但是它们不是全部都和消除磁通线有直接关系,简述其中的一些技巧如下:
  ●多层板具有正确的多层设置(stackup assignment)和阻抗控制。
  ●将频率走线(clock trace)绕到回传路径接地平面(多层PCB)、接地网格(ground grid)的附近,单侧和双侧板可以使用接地走线,或安全走线(guard trace)。
  ●将组件的塑料封装内部所产生的磁通线,捕捉到0V的参考系统中,以降低组件的辐射量。
  ●警慎选择逻辑组件,尽量减少组件和走线所辐射的射频频谱分布量。可以使用讯号缘变化率(edge rate)比较慢的装置。
  ●藉由降低射频驱动电压(来自频率产生电路,例如:TTL/CMOS),来降低走在线的射频电流。
  ●降低接地噪声电压,此电压存在于供电和接地平面结构中。
  ●当必须推动最大电容负载,而所有装置的脚位同时切换时,组件的去耦合(decoupling)电路必须充足。
  ●必须将频率和讯号走线做妥善的终结,以避免发生阻尼振荡(ringing)、电压过高(overshoot)、电压过低(undershoot)。
  ●在选定的网络上,使用数据线路滤波器和共模扼流圈(common-mode choke)。
  ●当有提供外部I/O缆线时,必须正确地使用旁路(非去耦合)电容。
  ●为会辐射大量的共模式射频能量(由组件内部产生)之组件,提供一个接地的散热器(heatsink)。
  检视上面所列的项目,可以知道,磁通线只是「在PCB内会产生EMI」的部份原因而已。其它原因还有:
  ●在电路和I/O缆线之间,有共模和差模(differential mode)电流存在。
  ●接地回路会产生一个磁场结构。
  ●组件会辐射。
  ●阻抗不匹配。
  要消除PCB中的EMI,必须先从消除磁通量开始。但是,这是「说比做容易」,因为射频能量是看不见、闻不着的。不过,藉由寻找射频电流的位置与流动方向,并采用本文所介绍的几项技巧,就可以逐渐缩小可疑的区域,找出正确的EMI位置,并消除它。

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