经验点滴丨提高电磁兼容的几个设计策略

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电磁兼容性设计是老生常谈的话题,但在电磁环境日益复杂的今天,电磁兼容设计依然很重要,不是么?这里分享几点“过来人”总结的电磁兼容设计策略,或许这已经是您电路设计践行的准则,那就让我们一起多多分享这些设计经验,努力提高电磁兼容性,构建“和谐”电磁环境吧!

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1选择合理的导线宽度

 

由 于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比,与其宽度 成反比,因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流,印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路, 印制导线宽度在1.5mm左右时,即可完全满足要求;对于集成电路,印制导线宽度可在0.2~1.0mm之间选择。

2采用正确的布线策略

 

采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。

 

 

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为了避免高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射,在印制电路板布线时,还应注意以下几点:

(1)尽量减少印制导线的不连续性,例如导线宽度不要突变,导线的拐角应大于90度禁止环状走线等。

(2)时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰,走线时应与地线回路相靠近,驱动器应紧挨着连接器。

(3)总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。对于那些离开印制电路板的引线,驱动器应紧紧挨着连接器。

(4)数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。最好是紧紧挨着最不重要的地址引线放置地回 路,因为后者常载有高频电流。

(5)为了抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰。

4抑制反射干扰

 

一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰。

为了抑制出现在印制线条终端的反射干扰,除了特殊需要之外,应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路。必要时可加终端匹配,即在传输线的末端对地和电源端各 加接一个相同阻值的匹配电阻。根据经验,对一般速度较快的TTL电路,其印制线条长于10cm以上时就应采用终端匹配措施。匹配电阻的阻值应根据集成电路 的输出驱动电流及吸收电流的最大值来决定。

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5电路板设计过程中采用差分信号线布线策略

 

布线非常靠近的差分信号对相互之间也会互相紧密耦合,这种互相之间的耦合会减小EMI发射,通常(当然也有一些例外)差分信号也是高速信号,所以高速设计规则通常也都适用于差分信号的布线,特别是设计传输线的信号线时更是如此。

这就意味着我们必须非常谨慎地设计信号线的布线,以确保信号线的特征阻抗 沿信号线各处连续并且保持一个常数。在差分线对的布局布线过程中,我们希望差分线对中的两个PCB 线完全一致。这就意味着,在实际应用中应该尽最大的努力来确保差分线对中的PCB线具有完全一样的阻抗 并且布线的长度也完全一致。差分PCB线通常总是成对布线,而且它们之间的距离沿线对的方向在任意位置都保持为一个常数不变。通常情况下,差分线对的布局布线总是尽可能地靠近。

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