emi設計
❶ 如何解決多層PCB電路板設計時的EMI問題
我在網路搜索答案時,找到以下內容,這些內容僅供參考,需要你自己慧眼如炬,或者去實驗,看下是否正解:
解決EMI問題的辦法很多,現代的EMI抑制方法包括:利用EMI抑制塗層、選用合適的EMI抑制零配件和EMI模擬設計等。本文從最基本的PCB布板出發,討論PCB分層堆疊在控制EMI輻射中的作用和設計技巧。
電源匯流排
在IC的電源引腳附近合理地安置適當容量的電容,可使IC輸出電壓的跳變來得更快。然而,問題並非到此為止。由於電容呈有限頻率響應的特性,這使得電容無法在全頻帶上生成干凈地驅動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電壓在去耦路徑的電感兩端會形成電壓降,這些瞬態電壓就是主要的共模EMI干擾源。我們應該怎麼解決這些問題?
就我們電路板上的IC而言,IC周圍的電源層可以看成是優良的高頻電容器,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,優良的電源層的電感要小,從而電感所合成的瞬態信號也小,進而降低共模EMI。
當然,電源層到IC電源引腳的連線必須盡可能短,因為數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。
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,這個電源層必須是一個設計相當好的電源層的配對。有人可能會問,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上升時間的函數)。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的等效電容約為75pF。顯然,層間距越小電容越大。
上升時間為100到300ps的器件並不多,但是按照目前IC的發展速度,上升時間在100到300ps范圍的器件將佔有很高的比例。對於100到300ps上升時間的電路,3mil層間距對大多數應用將不再適用。那時,有必要採用層間距小於1mil的分層技術,並用介電常數很高的材料代替FR4介電材料。現在,陶瓷和加陶塑料可以滿足100到300ps上升時間電路的設計要求。
盡管未來可能會採用新材料和新方法,但對於今天常見的1到3ns上升時間電路、3到6mil層間距和FR4介電材料,通常足夠處理高端諧波並使瞬態信號足夠低,就是說,共模EMI可以降得很低。本文給出的PCB分層堆疊設計實例將假定層間距為3到6mil。
電磁屏蔽
從信號走線來看,好的分層策略應該是把所有的信號走線放在一層或若干層,這些層緊挨著電源層或接地層。對於電源,好的分層策略應該是電源層與接地層相鄰,且電源層與接地層的距離盡可能小,這就是我們所講的「分層"策略。
PCB堆疊
什麼樣的堆疊策略有助於屏蔽和抑制EMI?以下分層堆疊方案假定電源電流在單一層上流動,單電壓或多電壓分布在同一層的不同部份。多電源層的情形稍後討論。
4層板
4層板設計存在若干潛在問題。首先,傳統的厚度為62mil的四層板,即使信號層在外層,電源和接地層在內層,電源層與接地層的間距仍然過大。
如果成本要求是第一位的,可以考慮以下兩種傳統4層板的替代方案。這兩個方案都能改善EMI抑制的性能,但只適用於板上元件密度足夠低和元件周圍有足夠面積(放置所要求的電源覆銅層)的場合。
第一種為首選方案,PCB的外層均為地層,中間兩層均為信號/電源層。信號層上的電源用寬線走線,這可使電源電流的路徑阻抗低,且信號微帶路徑的阻抗也低。從EMI控制的角度看,這是現有的最佳4層PCB結構。第二種方案的外層走電源和地,中間兩層走信號。該方案相對傳統4層板來說,改進要小一些,層間阻抗和傳統的4層板一樣欠佳。
如果要控制走線阻抗,上述堆疊方案都要非常小心地將走線布置在電源和接地鋪銅島的下邊。另外,電源或地層上的鋪銅島之間應盡可能地互連在一起,以確保DC和低頻的連接性。
6層板
如果4層板上的元件密度比較大,則最好採用6層板。但是,6層板設計中某些疊層方案對電磁場的屏蔽作用不夠好,對電源匯流排瞬態信號的降低作用甚微。下面討論兩個實例。
第一例將電源和地分別放在第2和第5層,由於電源覆銅阻抗高,對控制共模EMI輻射非常不利。不過,從信號的阻抗控制觀點來看,這一方法卻是非常正確的。
第二例將電源和地分別放在第3和第4層,這一設計解決了電源覆銅阻抗問題,由於第1層和第6層的電磁屏蔽性能差,差模EMI增加了。如果兩個外層上的信號線數量最少,走線長度很短(短於信號最高諧波波長的1/20),則這種設計可以解決差模EMI問題。將外層上的無元件和無走線區域鋪銅填充並將覆銅區接地(每1/20波長為間隔),則對差模EMI的抑制特別好。如前所述,要將鋪銅區與內部接地層多點相聯。
通用高性能6層板設計一般將第1和第6層布為地層,第3和第4層走電源和地。由於在電源層和接地層之間是兩層居中的雙微帶信號線層,因而EMI抑制能力是優異的。該設計的缺點在於走線層只有兩層。前面介紹過,如果外層走線短且在無走線區域鋪銅,則用傳統的6層板也可以實現相同的堆疊。
另一種6層板布局為信號、地、信號、電源、地、信號,這可實現高級信號完整性設計所需要的環境。信號層與接地層相鄰,電源層和接地層配對。顯然,不足之處是層的堆疊不平衡。
這通常會給加工製造帶來麻煩。解決問題的辦法是將第3層所有的空白區域填銅,填銅後如果第3層的覆銅密度接近於電源層或接地層,這塊板可以不嚴格地算作是結構平衡的電路板。填銅區必須接電源或接地。連接過孔之間的距離仍然是1/20波長,不見得處處都要連接,但理想情況下應該連接。
10層板
由於多層板之間的絕緣隔離層非常薄,所以10或12層的電路板層與層之間的阻抗非常低,只要分層和堆疊不出問題,完全可望得到優異的信號完整性。要按62mil厚度加工製造12層板,困難比較多,能夠加工12層板的製造商也不多。
由於信號層和迴路層之間總是隔有絕緣層,在10層板設計中分配中間6層來走信號線的方案並非最佳。另外,讓信號層與迴路層相鄰很重要,即板布局為信號、地、信號、信號、電源、地、信號、信號、地、信號。
這一設計為信號電流及其迴路電流提供了良好的通路。恰當的布線策略是,第1層沿X方向走線,第3層沿Y方向走線,第4層沿X方向走線,以此類推。直觀地看走線,第1層1和第3層是一對分層組合,第4層和第7層是一對分層組合,第8層和第10層是最後一對分層組合。當需要改變走線方向時,第1層上的信號線應藉由」過孔"到第3層以後再改變方向。實際上,也許並不總能這樣做,但作為設計概念還是要盡量遵守。
同樣,當信號的走線方向變化時,應該藉由過孔從第8層和第10層或從第4層到第7層。這樣布線可確保信號的前向通路和迴路之間的耦合最緊。例如,如果信號在第1層上走線,迴路在第2層且只在第2層上走線,那麼第1層上的信號即使是藉由「過孔」轉到了第3層上,其迴路仍在第2層,從而保持低電感、大電容的特性以及良好的電磁屏蔽性能。
如果實際走線不是這樣,怎麼辦?比如第1層上的信號線經由過孔到第10層,這時迴路信號只好從第9層尋找接地平面,迴路電流要找到最近的接地過孔(如電阻或電容等元件的接地引腳)。如果碰巧附近存在這樣的過孔,則真的走運。假如沒有這樣近的過孔可用,電感就會變大,電容要減小,EMI一定會增加。
當信號線必須經由過孔離開現在的一對布線層到其他布線層時,應就近在過孔旁放置接地過孔,這樣可以使迴路信號順利返回恰當的接地層。對於第4層和第7層分層組合,信號迴路將從電源層或接地層(即第5層或第6層)返回,因為電源層和接地層之間的電容耦合良好,信號容易傳輸。
多電源層的設計
如果同一電壓源的兩個電源層需要輸出大電流,則電路板應布成兩組電源層和接地層。在這種情況下,每對電源層和接地層之間都放置了絕緣層。這樣就得到我們期望的等分電流的兩對阻抗相等的電源匯流排。如果電源層的堆疊造成阻抗不相等,則分流就不均勻,瞬態電壓將大得多,並且EMI會急劇增加。
如果電路板上存在多個數值不同的電源電壓,則相應地需要多個電源層,要牢記為不同的電源創建各自配對的電源層和接地層。在上述兩種情況下,確定配對電源層和接地層在電路板的位置時,切記製造商對平衡結構的要求。
總結
鑒於大多數工程師設計的電路板是厚度62mil、不帶盲孔或埋孔的傳統印製電路板,本文關於電路板分層和堆疊的討論都局限於此。厚度差別太大的電路板,本文推薦的分層方案可能不理想。此外,帶盲孔或埋孔的電路板的加工製程不同,本文的分層方法也不適用。
電路板設計中厚度、過孔製程和電路板的層數不是解決問題的關鍵,優良的分層堆疊是保證電源匯流排的旁路和去耦、使電源層或接地層上的瞬態電壓最小並將信號和電源的電磁場屏蔽起來的關鍵。理想情況下,信號走線層與其迴路接地層之間應該有一個絕緣隔離層,配對的層間距(或一對以上)應該越小越好。根據這些基本概念和原則,才能設計出總能達到設計要求的電路板。現在,IC的上升時間已經很短並將更短,本文討論的技術對解決EMI屏蔽問題是必不可少的。
❷ 在高速PCB設計時,設計者應該從那些方面去考慮EMC、EMI的規則呢
高速的
要求高點罷啦
板子速度更高
我就是做手機pcb設計的
❸ 如何在PCB設計階段處理好EMC/EMI問題
如何在PCB設計階段處理好EMC的問題?
這是一個系統性的問題,不是那麼好回答,在這里,我也只能回答個大概:
EMC和SI、PI息息相關,可以從板級來盡量避免一些EMC問題的發生,說白了其實就是盡量保證SI及PI的性能,從源頭上來避免EMC問題。
首先,關於信號完整性與EMC的關系。SI關注的過沖、反射及串擾,其實就和EMC有直接的關系。信號由於阻抗匹配不好,會發生各種反射,反射比較大就會有較大的過沖,那麼這個過沖的幅值除了對器件的使用壽命有影響外,還會影響到輻射,因為他是輻射的來源,所以在PCB設計上對一些關鍵信號就需要盡量控制阻抗,做到阻抗匹配,可能的情況下還需要通過一定的外部端接來達到匹配。
其次,從PI的角度考慮也是避免EMC問題的一個關鍵,把電源設計好,你的產品也可以說就成功了一半。在電源完整性裡面我們會考慮電源平面阻抗,其中就會綜合評估電源的各種電容匹配是否合理,進而從整個頻段來保證電源網路有一條低阻抗的通道。
再次,就是從疊層、地和濾波的角度來避免EMC問題的發生。層其實就是提供一個最基本的信號框架,在這個框架內需要滿足信號及電源完整性的各種質量要求,當然還要能保證可以加工。地的關鍵就是我們需要分信號來保證信號的迴流和參考,另外就是各種地的分割,最終怎麼把分割的地通過什麼方式來連接,這個在EMC或者PCB設計中是需要注意的,但也是最復雜的。還有就是濾波,常見的有低通、高通、帶通、帶阻等濾波方式,這些需要根據不同的需求採用不同的濾波,另外還有不用的濾波器件。
最後,就是屏蔽隔離了,因為很多時候晶元本身的輻射就很大,晶元的輻射是沒法從板級上來消除的,除了采購輻射小的晶元或者要求晶元廠商來保證外,很多時候就需要用屏蔽罩來隔離了。
這里有一些系列文章提到了怎樣在PCB設計時避免EMC及EMI問題。http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/show.aspx?id=944
❹ 如何解決LED電源設計中的EMC/EMI難題
首先你要知道你的設計需求,就是硬性指標,輸入電壓范圍,輸出電壓內 電流 效率,然容後你就可以考慮拓撲結構,打個比方一般LED 反激BUCK就可以了,假定你選擇好晶元,和開關頻率,那麼需要計算的就是磁芯計算,磁芯計算就是算初級電感量,匝數,磁芯截面積……這些你剛開始不熟悉沒關系 按照公式計算,然後就是把原理圖畫出來,確定MOS,要考慮到耐壓,耐壓是MOS關閉時緣邊電感產生的反向電動勢+漏感電動勢(一般取60V)+輸出電壓此時反射到緣邊的電壓==就是你的MOS關斷時要承受的電壓,在放寬點餘量,就OK了,然後輸入電容 輸出電容,須留二極體 這些你可以隨便網路都看到怎麼選,你還要給輸入加上保險絲,EMI的濾波器,同時很多細節小問題慢慢加,比如防止開關的沖擊對整流管的傷害 可以給整流管並四個電容,RCD的吸收,副邊的你的環路控制。
❺ 有pcb和硬體設計基礎,如何學習EMC EMI
從MI/EMC 設計經典問題中學習。
1、 為什麼要對產品做電磁兼容設計?
答: 滿足產品功能要求、 減少調試時間, 使產品滿足電磁兼容標準的要求, 使產品不會對系統中的其它設備產生電磁干
擾。
2、對產品做電磁兼容設計可以從哪幾個方面進行?
答: 電路設計(包括器件選擇)、 軟體設計、 線路板設計、屏蔽結構、 信號線/電源線濾波、 電路的
接地方式設計。
3、在電磁兼容領域, 為什麼總是用分貝( dB) 的單位描述?
答: 因為要描述的幅度和頻率范圍都很寬, 在圖形上用對數坐標更容易表示, 而 dB 就是用對數表示
時的單位。
4、 關於 EMC, 我了解的不多, 但是現在電路設計中數據傳輸的速率越來越快, 我在製做 PCB 板的時候,也遇到了一些
PCB 的 EMC 問題, 但是覺得太潛。 我想好好在這方面學習學習, 並不是隨大流,大家學什麼我就學什麼,是自己真的覺得
EMC 在今後的電路設計中的重要性越來越大, 就像我在前面說的, 自己了解不深, 不知道怎麼入手, 想問問, 要在 EMC 方面
做的比較出色, 需要有哪些基礎知識, 應該學習哪些基礎課程。 如何學習才是一條比較好的道路, 我知道任何一門學問學
好都不容易,也不曾想過短期內把他搞通, 只是希望給點建議, 盡量少走一些彎路。
答: 關於 EMC 需要首先了解一下 EMC 方面的標准, 如 EN55022(GB9254) , EN55024, 以及簡單測試原理, 另外需要了解
EMI 元器件的使用, 如電容, 磁珠, 差模電感, 共模電感等, 在 PCB 層面需要了解 PCB 的布局、 層疊結構、 高速布線對 EMC
的影響以及一些規則。 還有一點就是對出現 EMC 問題需要掌握一些分析與解決思路。這些今後是作為一個硬體人員必須掌握
的基本知識!
5.PCB 設計中如何解決高速布線與 EMI 的沖突?
答: 因 EMI 所加的電阻電容或 ferrite bead(磁珠) , 不能造成信號的一些電氣特性不符合規范。所以, 最好先用安
排走線和 PCB 疊層的技巧來解決或減少 EMI 的問題,如高速信號走內層。 最後才用電阻電容或 ferrite bead 的方式, 以
降低對信號的傷害。
6.在高速 PCB 設計時, 設計者應該從那些方面去考慮 EMC、 EMI 的規則呢?
答:一般 EMI/EMC 設計時需要同時考慮輻射(radiated) 與傳導(concted) 兩個方面. 前者歸屬於頻率較高的部分
(>30MHz) 後者則是較低頻的部分(<30MHz) . 所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分. 一個好的 EMI/EMC 設計必須一開始布局
時就要考慮到器件的位置, PCB 迭層的安排, 重要聯機的走法, 器件的選擇等, 如果這些沒有事前有較佳的安排, 事後
解決則會事倍功半, 增加成本. 例如時鍾產生器的位置盡量不要靠近對外的連接器, 高速信號盡量走內層並注意特性阻抗
匹配與參考層的連續以減少反射, 器件所推的信號之斜率(slew rate) 盡量小以減低高頻成分, 選擇去耦合
(decoupling/bypass) 電容時注意其頻率響應是否符合需求以降低電源層雜訊. 另外, 注意高頻信號電流之迴流路徑使其回
路面積盡量小(也就是迴路阻抗 loop impedance 盡量小) 以減少輻射. 還可以用分割地層的方式以控制高頻雜訊的范圍. 最
後, 適當的選擇 PCB 與外殼的接地點(chassis ground) 。
7.PCB 設計時, 怎樣通過安排迭層來減少 EMI 問題?
答: 首先, EMI 要從系統考慮, 單憑 PCB 無法解決問題。 層疊對 EMI 來講, 我認為主要是提供信號最短迴流路徑, 減小
耦合面積, 抑制差模干擾。 另外地層與電源層緊耦合, 適當比電源層外延, 對抑制共模干擾有好處。
❻ 如何在高速PCB設計時做好EMI控制
EMI的輻射干擾是PCB設計中的一大關鍵,更別說是高速PCB的設計了。而關於EMI的產生理論上工程師應該都是很清楚的,並且也都知道一些普遍的關於抑制EMI的手段和方式。這里將為大家分享的是針對高速PCB設計中,將如何對EMI進行很好的控制,從而得到完美的PCB設計,具體控制設計請看下文。
EMI工程師應該都能從理論上分析了EMI的產生情況,並主要從系統設計方面考慮很多實際採用的抑制EMI的手段和方式,這里我們將針對高速PCB設計,來分析如何進行EMI控制。
1、傳輸線RLC參數和EMI
對於PCB板來說,PCB上的每一條走線都可以有用三個基本的分布參數來對它進行描述,即電阻,電容和電感。在EMI和阻抗的控制中,電感和電容的作用很大。
電容是電路系統存儲系統電能的元件。任何相鄰的兩條傳輸線之間,兩層PCB導電層之間以及電壓層和周圍的地平面之間都可以組成電容。在這些所有的電容中,傳輸線和它的迴流電流之間組成的電容數值最大,也數量最多,因為任何的傳輸線,它都會在它的周圍通過某種導電物質形成迴流。根據電容的公式:C=εs/(4kπd),他們之間形成的電容的大小和傳輸線到參考平面的距離成反比,和傳輸線的直徑(橫截面積)成正比。我們都知道,如果電容的數值越大,那麼他們之間存儲的電場能量也越多,換句話說,他往外部泄露系統能量的比率將更少,那麼這個系統產生的EMI就會得到一定的抑製作用。
電感是電路系統中存儲周圍磁場能量的元件。磁場是由流過導體的電流產生的感生場。電感的數值表示它存儲導體周圍磁場的能力,如果磁場減弱,感抗就會變小,感抗變大的時候,磁場就會增大,那麼對外的磁能量輻射也會變大,即EMI值越大。所以,如果系統的電感越小,那麼就能對EMI進行抑制。在低頻情況下,如果導體變短,厚度變大,變寬的時候,導體的電感就會變小,而在高頻情況下,磁場的大小則和導線及其迴流構成的閉環面積的函數,如果把導線與其迴路靠近,由於迴流和本身電流大小相等(在最佳迴流狀態)方向相反,所以兩者產生的磁場就會相互抵消,降低了導體的感應電感,所以,保持導體上電流和其最佳迴流路徑,能夠一定程度的減小EMI。
而在一個實際電路中,導線的電容和電感是融合為一體的,我們如果只分析電容或者只考慮電感都有些片面,所以我們引入阻抗。阻抗是傳輸線上輸入電壓對輸入電流的比率值(Z0=V/I)。導線和迴路之間的阻抗是導線及其迴路之間電感和電容的函數,阻抗ZO等於(L/C)1/2。。
通過前面的分析和阻抗ZO的公式,從抑制EMI角度上來說,我們希望阻抗越小越好。當阻抗比較小即電容較大和電感較小的時候,我們只要保持電路的正常布線,使電流保持最佳迴流路徑,就可以使EMI控制在最小。而當電容變小,電感變大,將會使系統屏蔽電磁場能量的能力下降,外泄電磁場能量增加,EMI變大。
2、疊層設計抑制EMI
從前面的分析可以看到,低阻抗的參考平面在抑制EMI中起著至關重要的作用,因而我們在進行疊層設計時,應該特別注重參考平面層的安排。對於PCB板上的信號走線來說,好的分層應該是讓所有的信號層兩邊緊挨著電源層或者接地層;從電源來看,好的分層是應該把電源與接地層相鄰,且電源和接地層的距離盡可能的小,盡量保證電源和地層上的低阻抗。隨著信號頻率的不斷提高,一般只有6層板以上的多層PCB板才能起到良好的EMI抑制效果。下面,我們以6層板為例,對不同的PCB迭層設計方案的性能優劣做一些比較。
圖1 六層PCB的兩種典型疊層設計
六層PCB的疊層設計通常有兩種方案(如圖1所示)。對於第一種方案,我們可以把電源和地分別放在第3和第4層,這一設計雖然電源覆銅阻抗低,但是由於第1層和第6層為信號層,其電磁屏蔽性能差,導線上的很大一部分磁場都要輻射到外界,換句話說,信號電流和迴流信號中,一個處於屏蔽范圍內,而另一個卻有一半處於屏蔽范圍外,一個處於屏蔽范圍之內,這樣其實增加了差模EMI。但是如果兩個外層上的信號線數量最少,走線長度很短(短於信號最高諧波波長的1/20),則這種設計可以解決差模EMI問題。將外層上的無元件和無走線區域鋪銅填充並將覆銅區接地(每1/20波長為間隔),則對差模EMI的抑制特別好。而且我們還可以條件允許的情況下,在信號層的每一層靠邊處鋪設一圈銅,並且在1/20波長的間距內打控,也能很好的防止EMI的泄漏.如前所述,要將鋪銅區與內部接地層多點相聯。第二種方案就是將電源和地分別放在第2和第5層,雖然抑制了絕大部分差模EMI,但由於電源覆銅阻抗高,對減少共模EMI輻射的效果不好。此外,從信號阻抗
控制的觀點來看,這一做法也是非常有利的,因而該方案成為目前應用最廣泛的六層板設計方案。
如果我們能夠有能力將所有的信號走線完全分布在兩層內進行,那麼我們可以採用其它更優化的疊層設計:將第1和第6層(兩個表層)鋪地,第3和第4層設置為電源和地。信號線走在2和5層,兩邊都有參考平面屏蔽,因而EMI抑制能力是優異的。該設計的缺點就是走線層只有兩層,布線空間略顯緊張。實際中要靈活處理,比如在鋪銅區內也可以適當走線,只是要注意不能隔斷上層信號的迴流通路。
還有一種疊層方案為:信號、地、信號、電源、地、信號,這也可實現信號完整性設計所需要的良好的環境:信號層與參考層相鄰,電源層和接地層配對。不足之處在於鋪銅層的堆疊不平衡,這會給加工製造帶來麻煩。解決問題的辦法是將第3層所有的空白區域填銅,填銅後如果第3層的覆銅密度接近於電源層或接地層,這塊板就可以近似地看作是結構平衡的電路板。注意,填銅區必須接電源或接地(最好接地),連接過孔之間的距離仍然是小於1/20波長。
3 、電容和接地過孔對迴流的作用
高速PCB設計中對於EMI的抑制是非常靈活的,設計者永遠不可能很完美地解決所有的EMI問題,只有從小處著手,從對各個細節的把握來達到整體抑制的效果,有時,往往一個看似微不足道的電容或過孔都能起著舉足輕重的作用。也許提到電容對EMI的抑製作用大家都比較熟悉,即利用電容的儲能濾波特性,穩定電壓,消除高次諧波,從而達到降低EMI的效果。在這節里,我們將重點分析一下電容和接地過孔在保證信號低阻抗迴路中所起的作用,這也是多層PCB板設計中有效抑制EMI的重要方面之一。
多層PCB設計中,由於布線密度,拓補結構的要求,信號走線經常需要在層間切換,如果它所參考的地平面也發生變化,那麼該信號的迴流路徑將發生變化,從而產生一定的EMI問題,如圖2所示:
圖2 信號換層帶來的EMI問題
解決這一問題最簡單也是最有效的方法就是合理添加電容或過孔。如果兩個不同的參考平面都是地或都是電源,那麼我們可以通過添加接地過孔或者電源連接過孔來為信號的迴流提供迴路(圖3 A);如果兩個參考平面是電源和地之間的切換,那麼就可以利用旁路電容提供低阻抗的迴路(圖3 B)。
圖3 過孔或電容提供迴流通路
上圖我們可以看到,在信號走線換層的附近多放置一些接地過孔(電源孔)和電容能為信號提供完整的低阻抗的迴路,保證了信號和迴流之間的耦合,從而抑制了EMI。需要注意的是,迴流通過電容切換參考平面時,由於本身及過孔的寄生電感存在,仍然會產生一定的電磁輻射和信號衰減,所以設計者頭腦里要有一個正確的指導思想:盡量少換層走線,換層後盡量保持信號靠近同一(或者同屬性)的參考平面。
PCB板上器件的布局,可以按照下面幾個原則來進行:
按照器件的功能和類型來進行布局。對於功能相同或者相近的器件,放置在一個區域裡面有利於減小他們之間的布線長度。而且還能防止不同功能的器件在一個小區域內形成干擾。
按照電源類型進行布局。這個是布局中最重要的一點,電源類型包括不同的電源電壓值,數字電路和模擬電路。按照不同電壓,不同電路類型,將他們分開布局,這樣有利於最後地的分割,數字地緊貼在數字電路下方,模擬地緊貼在模擬電路下方。這樣有利於信號的迴流和兩種地平面之間的穩定。
關於共地點和轉換器的放置。由於電路中很可能存在跨地信號,如果不採取什麼措施,就很可能導致信號無法迴流,產生大量的共模和差模EMI。所以,布局的時候盡量要減少這種情況的發生,而對於非走不可的,可以考慮給模擬地和數字地選擇一個共地點,提供跨地信號的迴流路徑。電路中有時還存在A/D或D/A器件,這些轉換器件同時由模擬和數字電源供電,因此要將轉換器放置在模擬電源和數字電源之間。
對於PCB的走線,我們這里建議如下一些措施來抑制EMI:
保證所有的信號尤其是高頻信號,盡可能靠近地平面(或其他參考平面)。
一般超過25MHz的PCB板設計時要考慮使用兩層(或更多的)地層。
在電源層和地層設計時滿足20H原則。
(由於RF電流在電源層和地層的邊緣也容易發射電磁波,解決這個問題的最好方法就是採用20-H規則,即地平面的邊緣比電源平面大20H(H是電源到地平面的距離)。若是設計中電源的管腳在PCB的邊緣,則可以部分延展電源層以包住該管腳。)
將時鍾信號盡量走在兩層參考平面之間的信號層。
保證地平面(電源平面)上不要有人為產生的隔斷迴流的斷槽。
在高頻器件周圍,多放置些旁路電容。
信號走線時盡量不要換層,即使換層,也要保證其迴路的參考平面一樣。
在信號換層的過孔附近放置一定的連接地平面層的過孔或旁路電容。
當走線長度(單位英寸)數值上等於器件的上升時間(單位納秒),就要考慮添加串聯電阻。
保證時鍾信號或其他高速電路遠離輸入輸出信號的走線區域。
盡量減少印製導線的不連續性,例如導線寬度不要突變,導線的拐角應大於90度,信號走線不能呈環狀等。
在一些重要的信號線周圍可以加上保護的地線,以起到隔離和屏蔽的作用。
對於跨地信號,要想辦法保證它最小迴流面積。
❼ 什麼是EMI結構設計
EMI應該指的是電磁干擾
❽ EMI防護是指
EMC設計的一般原則: EMC設計應是任何電子器件和系統綜合設計的一部分。它遠比試圖使產品達到EMC的其他方法更節約成本。EMC的主要設計技術包括:電磁屏蔽方法、電路的濾波技術以及包括應特別注意的接地元件搭接的接地設計。下圖給出了器件和系統EMC最佳設計的推薦方法。這是一個金字塔式圖形。 首先,優秀的EMC設計的基礎是良好的電氣和機械設計原則的應用。這其中包括可靠性考慮,比如在可接受的容限內設計規范的滿足,好的組裝方法以及各種正在開發的測試技術。一般來說,驅動當今電子設備的裝置要安裝在PCB上。這些裝置由具有潛在干擾源以及對電磁能量敏感的元件和電路構成。因此,PCB EMC設計是EMC設計中的下一個最重要的問題。有源元件的位置、印製線的走線、阻抗的匹配、接地的設計以及電路的濾波均應在EMC設計時加以考慮。一些PCB元件還需要進行屏蔽。再次,內部電纜一般用來連接PCB或其他內部子組件。因此,包括走線方法和屏蔽的內部電纜EMC設計對於任何給定器件的整體EMC來說是十分重要的。在PCB的EMC設計和內部電纜設計完成以後,應特別注意機殼的屏蔽設計和所有縫隙、穿孔和電纜通孔的處理方法。最後,還應著重考慮輸入和輸出電源和其他電纜濾波問題。 一般來講,EMI防護是一個系統工程,從產品設計開發階段即需要將EMI貫穿始終。但是,由於各個方面的原因,高頻線路很難達到在PCB設計階段即解決EMI問題,大多都需要通過對機殼進行屏蔽處理來達到防EMI效果。
❾ 如何設計符合emi要求的pcb
我在想怎麼給你描述……這是個很復雜的問題,對吧?
大致思路:首先要懂(甚至精通內)電路板設計,了容解常用電路基礎知識。 其次,要了解什麼是EMI,如何改善?哪些設計方式會導致它的存在等等。最後,要學會利用軟體來便於分析,比如ansoft的電磁場分析軟體。
❿ 電路設計的emi是屏蔽的意思嗎
EMI是英文ElectroMagneticInterference的縮寫,是電磁干擾的意思.電源是發生EMI的重要來源.電源電路中EMI電路的專作用是濾除由電網進來的各屬種干擾信號,防止電源開關電路形成的高頻擾竄電網,或對設備和應用環境造成干擾.在其它電路或設備中,也往往要用到EMI電路或採取其它措施防止和抑制EMI的發生,以防止和抑制干擾,如通訊電纜的終端電阻,電腦的機箱,變壓器的屏蔽罩,用順磁材料或抗磁材料來疏導或阻止電磁場的穿行等等.EMI是產品投放市場前電工認證(如CCC認證)的一個必檢內容.我們平時經常見到一些產品由於EMI不過關的報告或投訴.我們常見的開關電源入口處,有一個兩個繞組的電感,這個電感是共模抑制電感,也起到減少EMI的作用.另外,一些數據線的兩頭,會鼓出來一個大包包(例如電腦彩顯的數據線上,一些數碼相機的數據線上),其實裡面就是一個減少EMI的磁環.