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PCB板中的 EMC设计指南和整改方法

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
PCB板中的 EMC设计指南和整改方法
Guildlines EHppQn%  
fSurHu-w  
  1. 一般规则 gF}a *}u  
  1.1 PCB板上预划分数字、模拟、DAA信号布线区域。 JI4+oZ[R  
  1.2 数字、模拟元器件及相应走线尽量分开并放置於各自的布线区域内。 c 'r Z  
  1.3 高速数字信号走线尽量短。 #I_'ma(  
  1.4 敏感模拟信号走线尽量短。 *i<B^9  
  1.5 合理分配电源和地。 u"uQf4  
  1.6 DGND、AGND、实地分开。 f-Pxc8e0k  
  1.7 电源及临界信号走线使用宽线。 ZqH!N~ s9c  
  1.8 数字电路放置於并行总线/串行DTE接口附近,DAA电路放置於电话线接口附近。 P$w9fU YS  
Dg!i|PeU(  
  2. 元器件放置 F?4 c6 /Z  
  2.1 在系统电路原理图中: TsAYe>  
  a) 划分数字、模拟、DAA电路及其相关电路; C/Fk oF*  
  b) 在各个电路中划分数字、模拟、混合数字/模拟元器件; dP32 :12f  
  c) 注意各IC芯片电源和信号引脚的定位。 Gri0T32>Qer  
  2.2 初步划分数字、模拟、DAA电路在PCB板上的布线区域(一般比例2/1/1),数字、模拟元器件及其相应走线尽量远离并限定在各自的布线区域内。 j51n%i >  
  Note:当DAA电路占较大比重时,会有较多控制/状态信号走线穿越其布线区域,可根据当地规则限定做调整,如元器件间距、高压抑制、电流限制等。 kB>32 StW  
  2.3 初步划分完毕後,从Connector和Jack开始放置元器件: oBo32ff&  
  a) Connector和Jack周围留出插件的位置; goG;Ur21  
  b) 元器件周围留出电源和地走线的空间; >eZ"7!h  
  c) Socket周围留出相应插件的位置。 yUn(= U5  
  2.4 首先放置混合型元器件(如Modem器件、A/D、D/A转换芯片等): zfU`JW&&#39;  
  a) 确定元器件放置方向,尽量使数字信号及模拟信号引脚朝向各自布线区域; i`W(~0y  
  b) 将元器件放置在数字和模拟信号布线区域的交界处。 ZxNo(J  
  2.5 放置所有的模拟器件: wQ@VFI&#39;85  
  a) 放置模拟电路元器件,包括DAA电路; K;.JlWh19  
  b) 模拟器件相互靠近且放置在PCB上包含TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线的一面;  Ds/&#39;x  
  c) TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线周围避免放置高噪声元器件; `:#LXz/  
  d) 对於串行DTE模块,DTE EIA/TIA-232-E uJ@8e#hO"|  
  系列接口信号的接收/驱动器尽量靠近Connector并远离高频时钟信号走线,以减少/避免每条线上增加的噪声抑制器件,如阻流圈和电容等。 xQ7Wm vF  
  2.6 放置数字元器件及去耦电容: J4:q+2  
  a) 数字元器件集中放置以减少走线长度; p5:R[b2  
  b) 在IC的电源/地间放置0.1uF的去耦电容,连接走线尽量短以减小EMI; `*,(F&#39;+m  
  c) 对并行总线模块,元器件紧靠 iwp8&&m8o  
  Connector边缘放置,以符合应用总线接口标准,如ISA总线走线长度限定在2.5in; 32 i>GzzNY&#39;  
  d) 对串行DTE模块,接口电路靠近Connector; ?z tq3$G  
  e) 晶振电路尽量靠近其驱动器件。 KJOh/.mM  
  2.7 各区域的地线,通常用0 Ohm电阻或bead在一点或多点相连。 E ^eS   
j2D}Gq  
  3. 信号走线 ( O:BC;f  
  3.1 Modem信号走线中,易产生噪声的信号线和易受干扰的信号线尽量远离,如无法避免时要用中性信号线隔离。 =![ ^2o  
Modem易产生噪声的信号引脚、中性信号引脚、易受干扰的信号引脚如下表所示: [umV8Is1  
=============================================================== iS, 32^l  
| Noise Source | neutral | noise =hK5|G  
sensitive o lE#*  
#I d2@)t  
-----------+----------------+----------------+----------------- ?E3Mmqi<~e  
VDD,GND, AGND | | 31,38,34,37 | $C-U@ 6}W  
x ~M.K)Gv  
-----------+----------------+----------------+----------------- gU.r `X{S  
Crystal | 52,53 | | z~? nC[x  
bU!+Q+ww  
-----------+----------------+----------------+----------------- %ty&#39;Z&&k  
Reset | | 35 | ><LO7mVQ  
RN_M1Jf}  
-----------+----------------+----------------+----------------- |^HW[$Q1J  
Memory BUS| 1-6,9-10,12-13 | | ROvYW:  
| 43-50,58-68 | | MjdM*`d_9  
c+7XZg+IW  
-----------+----------------+----------------+----------------- u9i<(O1+Q  
NVRAM | | 39,42 | ^D:J#NP5  
INi-iVai`  
-----------+----------------+----------------+----------------- 5NH (C.p  
Telephone | | 7-8,36,51,54 | 24-25,30,32-33 F~)`C[H.  
_vpHdvKwWr  
-----------+----------------+----------------+----------------- "q/qEulvl  
Audio | | | 23,26-29 }3JQ  
M!|R5b>&#39;  
-----------+----------------+----------------+----------------- `kjVLiP$  
串行DTE | 40-41 | 11,14-22,55-57 | *=9{{G7  
?:y%Oij@  
=============================================================== .Q|BXuR  
QW`_cm!g  
a^uwwR ]  
=============================================================== G{ RGj  
| Noise Source | neutral | noise I9s( i#  
sensitive lKJZAEba  
"]T-]+r]E  
-----------+----------------+----------------+----------------- 2_32?f#&#39;.[  
VDD,GND, AGND | | 31,38,34,37 | hD?D32<q3  
~`fOP Q  
-----------+----------------+----------------+----------------- sE^r$H_  
Crystal | 52,53 | | !oJ|{*&#39;  
kf4OQ}32  
-----------+----------------+----------------+----------------- O)~cmKj  
Reset | | 35 | 2[U*$W?>R  
Gb NmesCw2  
-----------+----------------+----------------+----------------- s n1|%-CW  
Memory BUS| 1-6,9-10,12-13 | | e<{@&` G  
| 43-50,58-68 | | 3Fy7#(?E  
nF}Uci)  
-----------+----------------+----------------+----------------- DbA~32ygewf  
NVRAM | | 39,42 | F=u|b:1>!  
9[|5B  
-----------+----------------+----------------+----------------- z?nM$^$  
Telephone | | 7-8,36,51,54 | 24-25,30,32-33 ZwO}}GEGK0  
2;kf^KW$?  
-----------+----------------+----------------+----------------- o7ut%+EpS  
Audio | | | 23,26-29 r,2%NM "7Y  
v CRHkg  
-----------+----------------+----------------+----------------- @9X cLkFV  
并行总线 | 11,14-22,40-41 | | JU%6`  
| 55-57 | | 0@RI.!)r  
U^.d$0_V:  
=============================================================== 1<O1 q[  
/^f*-LCg  
  3.2 数字信号走线尽量放置在数字信号布线区域内; c_OFJ3n!n  
  模拟信号走线尽量放置在模拟信号布线区域内; uLz< "hUB  
  (可预先放置隔离走线加以限定,以防走线布出布线区域) D[?&#39;61d  
  数字信号走线和模拟信号走线垂直以减小交叉耦合。 SbX *l}~  
  3.3 使用隔离走线(通常为地)将模拟信号走线限定在模拟信号布线区域。 1s n7xaj  
  a) 模拟区隔离地走线环绕模拟信号布线区域布在PCB板两面,线宽50-100mil; @$9/ VLb8  
  b) 数字区隔离地走线环绕数字信号布线区域布在PCB板两面,线宽50-100mil,其中一面PCB板边应布200mil宽度。 ;`3"$Ynz  
  3.4 并行总线接口信号走线线宽>10mil(一般为12-15mil),如/HCS、/HRD、/HWT、/RESET。 KmD>X1C+J  
  3.5 模拟信号走线线宽>10mil(一般为12-15mil),如MICM、MICV、SPKV、VC、VREF、TXA1、TXA2、RXA、TELIN、TELOUT。 4{.zU79_{  
  3.6 所有其它信号走线尽量宽,线宽>5mil(一般为 10mil),元器件间走线尽量短(放置器件时应预先考虑)。 eS?7er_w  
  3.7 旁路电容到相应IC的走线线宽>25mil,并尽量避免使用过孔。 n/; $*OQ>I  
  3.8 通过不同区域的信号线(如典型的低速控制/状态信号)应在一点(首选)或两点通过隔离地线。如果走线只位於一面, 隔离地线可走到PCB的另一面以跳过信号走线而保持连续。 [$=bL79d  
  3.9 高频信号走线避免使用90度角弯转,应使用平滑圆弧或45度角。 qpkxS&#39;!  
  3.10 高频信号走线应减少使用过孔连接。 FC2<8f  
  3.11 所有信号走线远离晶振电路。  >dpbMG8  
  3.12 对高频信号走线应采用单一连续走线,避免出现从一点延伸出几段走线的情况。 k1 `l.7E  
  3.13 DAA电路中,穿孔周围(所有层面)留出至少60mil的空间。 5_V[x#T  
  3.14 清除地线环路,以防意外电流回馈影响电源. t & v  
A!;TSx ~  
4. 电源 f*W7KKsW$6  
  4.1 确定电源连接关系。 t Wg0{l_J  
  4.2 数字信号布线区域中,用10uF电解电容或钽电容与0.1uF瓷片电容并联後接在电源/地之间.在PCB板电源入口端和最远端各放置一处,以防电源尖峰脉冲引发的噪声干扰。 J9JZ^AZUz:  
  4.3 对双面板,在用电电路相同层面中,用两边线宽为 200mil的电源走线环绕该电路。(另一面须用数字地做相同处理) a&#39;hk/{Ah  
  4.4 一般地,先布电源走线,再布信号走线。 330LY8pCr  
*#BEqI*n  
  5. 地 J?8voO<dI  
  5.1双面板中,数字和模拟元器件(除DAA)周围及下方未使用之区域用数字地或模拟地区域填充,各层面同类地区域连接在一起,不同层面同类地区域通过多个过孔相连:Modem DGND引脚接至数字地区域,AGND引脚接至模拟地区域;数字地区域和模拟地区域用一条直的空隙隔开。 &#39;CYE  
  5.2 四层板中,使用数字和模拟地区域覆盖数字和模拟元器件(除DAA);Modem DGND引脚接至数字地区域,AGND引脚接至模拟地区域;数字地区域和模拟地区域用一条直的空隙隔开。   R[X*+f  
  5.3 如设计中须EMI过滤器,应在接口插座端预留一定空间,绝大多数EMI器件(Bead/电容)均可放置在该区域;未使用之区域用地区域填充,如有屏蔽外壳也须与之相连。 wph32`O  
  5.4 每个功能模块电源应分开。功能模块可分为:并行总线接口、显示、数字电路(SRAM、EPROM、Modem)和DAA等,每个功能模块的电源/地只能在电源/地的源点相连。 jh FE>ik  
  5.5 对串行DTE模块,使用去耦电容减少电源耦合,对电话线也可做相同处理。 {h-x~V  
  5.6 地线通过一点相连,如可能,使用Bead;如抑制EMI需要,允许地线在其它地方相连。 XEM~&#39;:6E>g  
  5.7 所有地线走线尽量宽,25-50mil。 #x; u I-`  
  5.8 所有IC电源/地间的电容走线尽量短,并不要使用过孔。 1&h ))bpW  
x7^+32N  
  6. 晶振电路 UU*q  
  6.1 所有连到晶振输入/输出端(如XTLI、XTLO)的走线尽量短,以减少噪声干扰及分布电容对Crystal的影响。XTLO走线尽量短,且弯转角度不小於45度。(因XTLO连接至上升时间快,大电流之驱动器) :7 .s~lD>  
  6.2 双面板中没有地线层,晶振电容地线应使用尽量宽的短线连接至器件上 YD sz`G/}  
Aw[zKG  
  离晶振最近的DGND引脚,且尽量减少过孔。 G}Vh;%T#  
  6.3 如可能,晶振外壳接地。 aus9C+@32  
  6.4 在XTLO引脚与晶振/电容节点处接一个100 Ohm电阻。 t D6%C;fP  
  6.5 晶振电容的地直接连接至 Modem的GND引脚,不要使用地线区域或地线走线来连接电容和Modem的GND引脚。 4csGEV  
  7. 使用EIA/TIA-232接口的独立Modem设计 L^;umC1D1  
  7.1 使用金属外壳。 如果须用塑料外壳,应在内部贴金属箔片或喷导电物质以减小EMI。 rWf`PBsh  
  7.2 各电源线上放置相同模式的Choke。 D1C-Ds  
  7.3 元器件放置在一起并紧靠EIA/TIA-232接口的Connector。 m2>yT|w!;  
  7.4 所有EIA/TIA-232器件从电源源点单独连接电源/地。电源/地的源点应为板上电源输入端或调压芯片的输出端。 "2d]}#"Ob  
  7.5 EIA/TIA-232电缆信号地接至数字地。 v8pq`UpK  
  7.6 以下情况EIA/TIA-232电缆屏蔽不用接至Modem外壳;空接;通过Bead接到数字地;EIA/TIA-232电缆靠近Modem外壳处放置一磁环时直接连到数字地。 [yK32YjS;  
g@C~?IvAS  
  8. VC及VREF电路电容走线尽量短,且位於中性区域。 e|3Qw{ !L,  
  8.1 10uF VC电解电容正极与0.1uF VC电容的连接端通过独立走线连至Modem的VC引脚(PIN24)。 SzY]@O1PK  
  8.2 10uF VC电解电容负极与0.1uF VC电容的连接端通过Bead後用独立走线连至Modem的AGND引脚(PIN34)。 jod( vk;!  
  8.3 10uF VREF电解电容正极与0.1uF VC电容的连接端通过独立走线连至Modem的VREF引脚(PIN25)。 }"y/KZ(  
  8.4 10uF VREF电解电容负极与0.1uF VC电容的连接端通过独立走线连至Modem的VC引脚(PIN24);注意与8.1走线相独立。 4$_|4Ap  
VREF ------+--------+ /"&Y,ze  
┿ 10u ┿ 0.1u Ma Fu&S<  
VC ------+--------+ "3F3Qc  
┿ 10u ┿ 0.1u 3.|S@u?*32  
+--------+-----~~~~~---+ AGND uEw 0Mn8  
使用之Bead应满足: UtQEe5}S-q  
100MHz时,阻抗=70W;; H],G9+Im&  
额定电流=200mA;; b( 32p*^#  
最大电阻=0.5W。 <nvYR~R~  
4KOP Bp*,O  
  9. 电话和Handset接口 01+f }  
  9.1 Tip和Ring线接口处放置Choke。 !y7=plc32{  
  9.2 电话线的去耦方法与电源去耦类似,使用增加电感组合体、Choke、电容等方法。但电话线的去耦比电源去耦更困难也更值得注意, 一般做法是预留这些器件的位置,以便性能/EMI测试认证时调整。 `u4^d32 5  
  9.3 Tip和Ring线到数字地间放置耐压高的滤波电容(0.001uF/1KV)。 c*v_,L

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