資料介紹
除了元器件的選擇和電路設計之外,良好的印制電路板(PCB)布線在電磁兼容性中
也是一個非常重要的因素。既然PCB是系統的固有成分,在PCB布線中增強電磁兼容性不
會給產品的最終完成帶來附加費用。有一點需要注意,PCB布線沒有嚴格的規定,也沒有能覆蓋所有PCB布線的專門的規則。大多數PCB布線受限于板子的大小和銅板的層數。一些布線技術可以應用于一種電路,卻不能用于另外一種。這便主要依賴于布線工程師的經驗。 然而還是有一些普遍的規則,下面的章節對其進行探討。這些規則將作為普遍指導方
針來對待。任何人都應記住一個拙劣的PCB布線能導致更多的電磁兼容問題,而不是消除
這些問題,在很多例子中,就算加上濾波器和元器件也不能解決這些問題。到最后,不得
不對整個板子重新布線。因此,在開始時養成良好的PCB布線習慣是最省錢的辦法。
1....PCB基本特性
一個PCB的構成是在垂直疊層上使用了一系列的層壓、走線和預浸處理。在多層PCB
中,設計者為了方便調試,會把信號線布在最外層。
PCB上的布線是有阻抗、電容和電感特性的。
• 阻抗:布線的阻抗是由銅和橫切面面積的重量決定的。例如,1盎司銅則有0.49mΩ/單位面積的阻抗。
• 電容:布線的電容是由絕緣體(EoEr)、電流到達的范圍(A)以及走線間距(h)決定的。用等式表達為C = EoErA/h,Eo是自由空間的介電常數(8.854pF/m),Er是PCB基體的相
關介電常數(在FR4 碾壓中為4.7)
• 電感:布線的電感平均分布在布線中,大約為1nH/m。對于1盎司銅線來說,在0.25mm (10mil)厚的FR4碾壓情況下,位于地線層上方的0.5mm (20mil)寬,20mm (800mil)長的線能產生9.8mΩ的阻抗,20nH的電感以及與地之間1.66pF的耦合電容。將上述值與元器件的寄生效應相比,這些都是可以忽略不計的,但所有布線的總和可能會超出寄生效應。因此,設計者必須將這一點考慮進去。
下面便是PCB布線的普遍方針:
• 增大走線的間距以減少電容耦合的串擾;
• 平行的布電源線和地線以使PCB電容達到最佳;
• 將敏感的高頻線布在遠離高噪聲電源線的地方;
• 加寬電源線和地線以減少電源線和地線的阻抗。
2.分割
分割是指用物理上的分割來減少不同類型線之間的耦合,尤其是通過電源線和地線。
也是一個非常重要的因素。既然PCB是系統的固有成分,在PCB布線中增強電磁兼容性不
會給產品的最終完成帶來附加費用。有一點需要注意,PCB布線沒有嚴格的規定,也沒有能覆蓋所有PCB布線的專門的規則。大多數PCB布線受限于板子的大小和銅板的層數。一些布線技術可以應用于一種電路,卻不能用于另外一種。這便主要依賴于布線工程師的經驗。 然而還是有一些普遍的規則,下面的章節對其進行探討。這些規則將作為普遍指導方
針來對待。任何人都應記住一個拙劣的PCB布線能導致更多的電磁兼容問題,而不是消除
這些問題,在很多例子中,就算加上濾波器和元器件也不能解決這些問題。到最后,不得
不對整個板子重新布線。因此,在開始時養成良好的PCB布線習慣是最省錢的辦法。
1....PCB基本特性
一個PCB的構成是在垂直疊層上使用了一系列的層壓、走線和預浸處理。在多層PCB
中,設計者為了方便調試,會把信號線布在最外層。
PCB上的布線是有阻抗、電容和電感特性的。
• 阻抗:布線的阻抗是由銅和橫切面面積的重量決定的。例如,1盎司銅則有0.49mΩ/單位面積的阻抗。
• 電容:布線的電容是由絕緣體(EoEr)、電流到達的范圍(A)以及走線間距(h)決定的。用等式表達為C = EoErA/h,Eo是自由空間的介電常數(8.854pF/m),Er是PCB基體的相
關介電常數(在FR4 碾壓中為4.7)
• 電感:布線的電感平均分布在布線中,大約為1nH/m。對于1盎司銅線來說,在0.25mm (10mil)厚的FR4碾壓情況下,位于地線層上方的0.5mm (20mil)寬,20mm (800mil)長的線能產生9.8mΩ的阻抗,20nH的電感以及與地之間1.66pF的耦合電容。將上述值與元器件的寄生效應相比,這些都是可以忽略不計的,但所有布線的總和可能會超出寄生效應。因此,設計者必須將這一點考慮進去。
下面便是PCB布線的普遍方針:
• 增大走線的間距以減少電容耦合的串擾;
• 平行的布電源線和地線以使PCB電容達到最佳;
• 將敏感的高頻線布在遠離高噪聲電源線的地方;
• 加寬電源線和地線以減少電源線和地線的阻抗。
2.分割
分割是指用物理上的分割來減少不同類型線之間的耦合,尤其是通過電源線和地線。
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