第9章 PCB的电磁兼容设计.pptVIP

线路板上的局部屏蔽 利用一层铜箔做屏蔽盒面 屏蔽盒的接地间隔 ? / 20 所有穿出屏蔽盒的导线经过滤波 片状电容 实践电磁兼容 － 第九章 PCB的电磁兼容设计 * 辛莉 2008 实践电磁兼容 － 第九章 PCB的电磁兼容设计 * 当门1的输出从高变为低时，会发生以下过程： 寄生电容通过门1放电，很大的地电流流过地线阻抗，在门2的地线上形成地线电压，由于门2输出低电平，这个电压直接反应到门2的输出端，成为门4 的输入信号。当幅度超过门4的噪声门限时，导致门4 误动作。 地线上的这些干扰不仅会引起电路的误操作，还会造成传导和辐射发射。为了减小这些干扰，应尽量减小地线的阻抗。 注意：对于数字电路，地线阻抗决不是地线电阻。例如，宽0.5mm的印制线，每英寸电阻为12m?，电感是15nH，对于160MHz的信号，其阻抗为9.24 ?，远大于直流电阻。因此对于数字电路，减小地线电感是十分重要的。 辛莉 2008 实践电磁兼容 － 第九章 PCB的电磁兼容设计 * 矩形导体的电感： L = 0.002S[ 2.3 lg ( 2S /（ W + t )] + 0.5 ?H 式中：S = 导体长度（cm），W = 导体宽度（cm），t = 导体厚度（cm）； 线路板走线的电感： 对于线路板走线，t W，则电感计算公式简化为： L = 0.002S（ 2.3 lg 2S /W ) + 0.5 ?H 控制走线的电感：从电感的计算公式中可以看出，电感与其长度和长度的对数成正比，缩短导线的长度能够有效地减小电感。但是电感随着的导体的宽度的对数减小而减小。因此，增加走线的宽度对减小电感的作用很有限。当宽度增加一倍时，电感仅减小20％。 并联导线的电感：当两个导体并联起来时，并联的总电感为： L = ( L1L2 - M2 ) / ( L1 + L2 - 2M ) 若：L1 = L2 ，则：L= ( L1 + M ) / 2 M是两个导体之间的互感。当两个导体靠得很近时，互感等于单个导体的自感，总电感几乎没有减小。当两个导体距离较远时，互感可以忽略，总电感降低为原来的1/2。因此，多根导体并联是一个降低电感更有效的方法。 辛莉 2008 实践电磁兼容 － 第九章 PCB的电磁兼容设计 * 为了保证数字电路的可靠工作，减小线路板上所有电路的地线的阻抗是一个基本的要求。对于多层板，往往专门设置一层地线面。但是，多层板的成本较高，在民用产品上较少使用。实际上，在双层板上做地线网格能获得几乎相同的效果。 地线网格：在双层板的两面布置尽量多的平行地线，一面水平线，另一面垂直线，然后在它们交叉的地方用过孔连接起来。虽然从上面的分析中知道：平行导体的距离远些，减小电感的作用更大，但是考虑到每个芯片的近旁应该有地线，往往每隔1~1.5cm布一根地线。 地线网格的制作方法：制作地线网格的一个关键是在布信号线之前布地线网格，否则是十分困难的。尽管地线要尽量宽，但是除了作为直流电源主回路的地线由于要通过较大的电流，需要有一定的宽度外，地线网格中的其它导线并不需要很宽，即使有一根很窄的导线，也比没有强。 地线网格的效果：两块线路板的布局和安装的器件完全相同，只是一个有地线网格，一个没有地线网格，测量线路板上芯片之间的地线噪声电压值（mV）如下： 测 量 点 IC1 – IC2 IC1-IC3 IC1 – IC4 IC1-IC11 IC7 – IC15 IC15-IC16 单点接地 150 425 425 625 850 1000 地线网格 100 150 120 200 125 100 辛莉 2008 实践电磁兼容 － 第九章 PCB的电磁兼容设计 * 如前所述：逻辑门的输出状态发生变化时，电源线上会有电流突变，由于电源线的电感效应，会在电源线上产生噪声电压，对其它共用电源的电路产生干扰，并且会产生辐射。因此必须设法解决这个问题。 按照解决地线噪声电压的思路：在线路板上设置电源线网格来减小电源线的电感。这固然是可以的。但这要占有宝贵的