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《關(guān)于“通過PCB分層堆疊設(shè)計(jì)控制EMI輻射”一文的閱讀體會(huì).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、關(guān)于“通過PCB分層堆疊設(shè)計(jì)控制EMI輻射”一文的閱讀體會(huì)看了這篇文章后，我的最大收獲是：1．IC的電源引腳應(yīng)該通過離引腳最近的過孔和電源層連接。2．如果要想減少電源引起的共模干擾，應(yīng)該重視“背對背的電源和地平面設(shè)計(jì)”3．多層PCB板各個(gè)相鄰疊層之間的厚度是不同的，我們必須重視這種不同。4．高速信號所在的層必須緊鄰地層，兩層之間的距離必須是PCB疊層中厚度最小的。5．如果用兩個(gè)地平面將一個(gè)高速信號平面夾起來，可以形成微帶線，從而改善EMI輻射，但缺點(diǎn)是會(huì)打亂正常的分層，或者以減少信號層的層數(shù)為代價(jià)。6．PCB板的層數(shù)增多，在厚度不變的情況下，除了可布線層增加以外，還會(huì)帶來層與層之間間距減
2、少的好處，非常適合高速PCB板的設(shè)計(jì)。7．不要吝嗇過孔。過孔可以在很大程度上改善單板的EMI特性。8．請注意多層板布線時(shí)的“組”的概念，X、Y方向的信號應(yīng)該在一個(gè)“組”內(nèi)完成布線。如果實(shí)在不行，可借助過孔改善。請看正文和我的閱讀體會(huì)：通過PCB分層堆疊設(shè)計(jì)控制EMI輻射作者：RickHartley高級PCB硬體工程師AppliedInnovationInc.解決EMI問題的辦法很多，現(xiàn)代的EMI抑制方法包括：利用EMI抑制涂層、選用合適的EMI抑制零配件和EMI仿真設(shè)計(jì)等。本文從最基本的PCB布板出發(fā)，討論P(yáng)CB分層堆疊在控制EMI輻射中的作用和設(shè)計(jì)技巧。電源匯流排在IC的電源引腳附近合
3、理地安置適當(dāng)容量的電容，可使IC輸出電壓的跳變來得更快。然而，問題并非到此為止。由於電容呈有限頻率響應(yīng)的特性，這使得電容無法在全頻帶上生成干凈地驅(qū)動(dòng)IC輸出所需要的諧波功率。除此之外，電源匯流排上形成的瞬態(tài)電壓在去耦路徑的電感兩端會(huì)形成電壓降，這些瞬態(tài)電壓就是主要的共模EMI干擾源。我們應(yīng)該怎麼解決這些問題？上面一段中提到的“由於電容呈有限頻率響應(yīng)的特性，這使得電容無法在全頻帶上生成干凈地驅(qū)動(dòng)IC輸出所需要的諧波功率”是指由于電容器受引線電感等的影響具有頻率特性，所以對于一個(gè)含有豐富高次諧波的方波而言，實(shí)際使用的電容器是不能完全等效為一個(gè)理想的電容的。“除此之外，電源匯流排上形成的瞬態(tài)電
4、壓在去耦路徑的電感兩端會(huì)形成電壓降，這些瞬態(tài)電壓就是主要的共模EMI干擾源?！边@句話的意思是指電源層上由于流經(jīng)了含有豐富高次諧波頻率成分（如方波）的電流，那么電源就一定會(huì)受到該電流的影響。當(dāng)然，使用一個(gè)頻率特性非常好的電容對電源進(jìn)行濾波可以將這種影響降低到最低限。就我們電路板上的IC而言，IC周圍的電源層可以看成是優(yōu)良的高頻電容器，它可以收集為干凈輸出提供高頻能量的分立電容器所泄漏的那部份能量。此外，優(yōu)良的電源層的電感要小，從而電感所合成的瞬態(tài)信號也小，進(jìn)而降低共模EMI。以上段落就是在說明：我們可以把一個(gè)多層PCB板上的電源和地平面之間形成的電容看作是一個(gè)性能優(yōu)良的平板電容器。當(dāng)然，電
5、源層到IC電源引腳的連線必須盡可能短，因?yàn)閿?shù)位信號的上升沿越來越快，最好是直接連到IC電源引腳所在的焊盤上，這要另外討論。如果電源層到IC電源引腳的線不是足夠短，就會(huì)在IC的電源引腳和電源層之間引入寄生電感，最終導(dǎo)致IC的電源引腳處的電壓出現(xiàn)波動(dòng)，從而引入共模EMI干擾。這一點(diǎn)在我們進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)尤其要注意。為了控制共模EMI，電源層要有助於去耦和具有足夠低的電感，這個(gè)電源層必須是一個(gè)設(shè)計(jì)相當(dāng)好的電源層的配對。有人可能會(huì)問，好到什麼程度才算好？問題的答案取決於電源的分層、層間的材料以及工作頻率(即IC上升時(shí)間的函數(shù))。通常，電源分層的間距是6mil，夾層是FR4材料，則每平方英寸電源層
6、的等效電容約為75pF。顯然，層間距越小電容越大。上面這一段不難理解。就是我們在多層板設(shè)計(jì)中提到的“背對背的電源和地層”，這個(gè)背對背的電源和地層是出現(xiàn)在層間距最小的兩個(gè)平面之間的。這樣做的目的就是要“得到一個(gè)高頻、相對大容量的電源去耦電容”。上升時(shí)間為100到300ps的器件并不多，但是按照目前IC的發(fā)展速度，上升時(shí)間在100到300ps范圍的器件將占有很高的比例。對於100到300ps上升時(shí)間的電路，3mil層間距對大多數(shù)應(yīng)用將不再適用。那時(shí)，有必要采用層間距小於1mil的分層技術(shù)，并用介電常數(shù)很高的材料代替FR4介電材料?，F(xiàn)在，陶瓷和加陶塑料可以滿足100到300ps上升時(shí)間電路的設(shè)
7、計(jì)要求。由上面一段可以看出：電路板疊層之間產(chǎn)生的電容對一個(gè)高速電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的影響。實(shí)際上電路層與層的厚度和分層情況對高速系統(tǒng)的影響不僅僅局限于電源平面和地平面之間，對信號平面也同樣適用。一個(gè)高速信號線的相鄰平面，我們希望有一個(gè)地平面構(gòu)成回路，在這種情況下，請注意這個(gè)地平面和這個(gè)高速信號線所在平面之間的距離是不是這個(gè)PCB板的最小疊層間距？因?yàn)槲覀冎酪粋€(gè)PCB板各個(gè)相鄰層之間的厚度是不同的。盡管未來可能會(huì)采用新材料和新方法，但對於
