基于DSP的高速PCB抗干扰设计
时间:09-16
来源:互联网
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(4) 对接地的处理
在所有的EMC问题中,主要问题都是不适当的接地而引起的。地线处理的好坏直接影响系统的稳定可靠。接地有以下作用:
◇降低输出线上的共模电压VCM;
◇减小对静电(ESD)的敏感;
◇减小电磁辐射。
高频数字电路和低频模拟电路的地回路绝对不能混合,必须将数/模地分开,因为数字电路高低电位切换时会在电源和地产生噪声;若地平面不分开,模拟信号依然会被地噪声干扰。所以对高频信号应采用多点串联接地,尽量加粗缩短地线,这样除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。但对于一个系统而言,无论怎样分,最终的大地只有一个,只是泻放途径不同而已,所以最后通过磁珠或0 n电阻,将数字地和模拟地连在一起来消除混合信号的干扰。
地平面分割时,必须保证参考平面的连续性。像数/模共存的PCB板,若模拟信号线走的距离比较远,应尽量使其参考回流路径也是模拟地。这意味着在地层要沿模拟信号的路径割一个模拟地,使其参考模拟地,保证其参考平面的连续性。
(5) 其他注意事项
①在布线时,导线的拐角处一般不要走成90°折线,以减小高频信号对外的发射耦合。
②对PCB铺铜时,尽量避免使用大面积铜箔,否则经过长时间受热,易发生铜箔脱落现象;必须用大面积铜箔的时候可以用栅格替代,这样有利于排除铜箔与基板之间粘合剂受热产生挥发性气体。在贯穿的零件脚上(DIPPIN)铺的铜箔最好也用热焊盘(thermal)处理;应避免虚焊,提高良品率,如图7所示。
③输入与输出的边线应避免相临平行,以避免产生反射干扰;必要时加地线隔离。两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生耦合。
④对于I/0,最好能够把各自参考平面的不同区域分割开,使不同的I/O信号不会相互之间干扰,如图8所示。
结 语
本文先通过对DSP系统所受到的干扰进行分析,找出可能产生干扰的主要原因,然后针对各种原因,利用PCB板的层叠式设计、器件布局以及详细的布线方法,从各个方面将DSP系统可能产生的干扰减到最小。文中各种减小干扰的方法已经应用于实际的DSP系统的开发(TI公司的DSP芯片TMS320LF2407),其效果良好。
在所有的EMC问题中,主要问题都是不适当的接地而引起的。地线处理的好坏直接影响系统的稳定可靠。接地有以下作用:
◇降低输出线上的共模电压VCM;
◇减小对静电(ESD)的敏感;
◇减小电磁辐射。
高频数字电路和低频模拟电路的地回路绝对不能混合,必须将数/模地分开,因为数字电路高低电位切换时会在电源和地产生噪声;若地平面不分开,模拟信号依然会被地噪声干扰。所以对高频信号应采用多点串联接地,尽量加粗缩短地线,这样除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。但对于一个系统而言,无论怎样分,最终的大地只有一个,只是泻放途径不同而已,所以最后通过磁珠或0 n电阻,将数字地和模拟地连在一起来消除混合信号的干扰。
地平面分割时,必须保证参考平面的连续性。像数/模共存的PCB板,若模拟信号线走的距离比较远,应尽量使其参考回流路径也是模拟地。这意味着在地层要沿模拟信号的路径割一个模拟地,使其参考模拟地,保证其参考平面的连续性。
(5) 其他注意事项
①在布线时,导线的拐角处一般不要走成90°折线,以减小高频信号对外的发射耦合。
②对PCB铺铜时,尽量避免使用大面积铜箔,否则经过长时间受热,易发生铜箔脱落现象;必须用大面积铜箔的时候可以用栅格替代,这样有利于排除铜箔与基板之间粘合剂受热产生挥发性气体。在贯穿的零件脚上(DIPPIN)铺的铜箔最好也用热焊盘(thermal)处理;应避免虚焊,提高良品率,如图7所示。
③输入与输出的边线应避免相临平行,以避免产生反射干扰;必要时加地线隔离。两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生耦合。
④对于I/0,最好能够把各自参考平面的不同区域分割开,使不同的I/O信号不会相互之间干扰,如图8所示。
结 语
本文先通过对DSP系统所受到的干扰进行分析,找出可能产生干扰的主要原因,然后针对各种原因,利用PCB板的层叠式设计、器件布局以及详细的布线方法,从各个方面将DSP系统可能产生的干扰减到最小。文中各种减小干扰的方法已经应用于实际的DSP系统的开发(TI公司的DSP芯片TMS320LF2407),其效果良好。
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