高速PCB設計EMI有什么規則?高速電路PCB設計EMI方法與技巧

　　一站式PCBA加工廠家今天為大家講講高速PCB設計EMI有什么規則?高速電路PCB設計EMI方法與技巧。在高速PCB設計中，電磁干擾(EMI)的控制至關重要，以下是一些關鍵的EMI規則及其實踐要點：

　　高速電路PCB設計EMI方法與技巧

　　一、信號走線規則

　　屏蔽規則：

　　關鍵高速信號線(如時鐘線)需進行屏蔽處理，可在信號線周圍設置接地的屏蔽層，或將高速線布置在內部信號層，上下層鋪銅接地作為屏蔽。

　　建議屏蔽線每1000mil打孔接地，確保屏蔽有效性。

　　閉環與開環規則：

　　避免高速信號走線形成閉環或開環。閉環會形成環形天線，增加EMI輻射;開環則會導致信號反射和輻射增強。

　　若無法避免閉環，可在閉環中添加適當的電阻或電容來破壞其諧振條件，減少電磁輻射。

　　特性阻抗連續規則：

　　高速信號在層與層之間切換時，必須保證特性阻抗的連續，否則會增加EMI輻射。

　　通過合理選擇線寬、線厚、介質厚度以及添加合適的端接電阻等方式來保持阻抗匹配。

　　布線方向規則：

　　相鄰兩層間的走線必須遵循垂直走線的原則，以減少層間電磁耦合，降低EMI。

　　頂層采用水平布線，底層采用垂直布線，避免信號在不同層之間形成較大的電磁回路。

　　二、拓撲結構規則

　　選擇合適的拓撲結構：

　　菊花鏈式拓撲結構在一定程度上能控制信號的傳輸順序和反射，但對于高速信號可能存在局限性。

　　星型拓撲結構在某些情況下能更好地平衡信號傳輸和EMI控制，需要根據具體電路需求進行選擇。

　　避免諧振規則：

　　檢查信號線的長度和信號頻率是否構成諧振。當布線長度為信號波長1/4的整數倍時，會產生諧振，導致電磁波輻射和干擾。

　　設計時應避免走線長度與信號波長構成諧振關系，可通過蛇形線等方式微調長度以避開諧振點。

　　三、回流路徑規則

　　優化回流路徑：

　　所有高速信號必須有良好的回流路徑。盡可能地保證時鐘等高速信號的回流路徑最小，否則會極大地增加輻射。

　　輻射的大小與信號路徑和回流路徑所包圍的面積成正比，因此必須優化回流路徑設計。

　　在多層PCB中，可通過過孔將信號層的回流路徑與地層連接，確保電流回流順暢。

　　四、器件布局與去耦

　　合理布局：

　　根據信號電流流向進行合理的布局，可減小信號間的干擾。

　　模擬信號易受數字信號的干擾，模擬電路應與數字電路隔開。

　　時鐘線是主要的干擾和輻射源，要遠離敏感電路，并使時鐘走線最短。

　　大電流、大功耗電路盡量避免布置在板中心區域，同時應考慮散熱和輻射的影響。

　　去耦電容擺放：

　　退耦電容的擺放位置至關重要。擺放不合理的退耦電容根本起不到退耦效果。

　　退耦電容應靠近電源管腳，并且電容的電源走線和地線所包圍的面積應最小，以減少EMI的產生。

　　在微處理器周圍均勻分布多個小容量退耦電容，能有效濾除芯片工作時產生的高頻干擾。

　　五、其他EMI抑制措施

　　使用差分信號：

　　差分信號優先使用，可以降低共模輻射。

　　差分對阻抗偏差控制在±5%以內，減少共模噪聲。

　　接口抑制：

　　對高速接口加TVS或共模扼流圈。

　　USB、PCIe、Ethernet等接口應增加差分阻抗匹配。

　　重要信號使用緩沖或終端電阻。

　　接地設計：

　　接地設計是減少整板EMI的關鍵。確定采用單點接地、多點接地或者混合接地方式。

　　數字地、模擬地、噪聲地要分開，并確定一個合適的公共接地點。

　　對于多層板設計，應確保有地平面層，減小共地阻抗。

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