《PCB EMI设计规范详解》 PCB(Printed Circuit Board)电磁干扰(EMI)设计是电子设备设计中的重要环节,特别是在当今数字电路广泛应用的时代,单层和双层PCB的电磁兼容问题日益凸显。为了确保设备的稳定运行和符合电磁环境要求,遵循严格的EMI设计规范至关重要。 我们关注IC的电源处理。每个IC的电源PIN应当配备0.1μF的去耦电容,对于BGA封装的芯片,更需要在BGA的四角分别放置0.1μF和0.01μF的电容,总计8个。电源线路上的滤波电容,例如VTT,对系统的稳定性和EMI性能都有显著影响。 时钟线的处理是关键。时钟线应优先布设,尤其是高频率(大于等于66MHz)的时钟线,过孔数量不宜超过2个,平均值不超过1.5个。频率低于66MHz的时钟线,过孔数不超过3个,平均值不超过2.5个。对于长度超过12英寸的时钟线,若频率超过20MHz,过孔数也应限制在2个以内。时钟线穿过过孔时,应在第二层(地层)和第三层(电源层)间添加旁路电容,确保高频电流的回路连续。旁路电容的位置需靠近过孔,与过孔的最大间距不超过300密耳。 此外,时钟线避免穿岛现象的发生,即避免时钟线在不同电源层或地层间跨越孤立的铜区域。若不可避免,对于频率大于等于66MHz的时钟线,应禁止穿岛;对于低于66MHz的时钟线,穿岛时需添加去耦电容形成镜像通路。时钟线应远离I/O一侧的边缘至少500密耳,并且不应与I/O线并行,若必须并行,则间距应大于50密耳。时钟线的参考层应尽量为其供电的电源层,频率大于等于66MHz的时钟线必须参考3.3V电源平面。 对于I/O口的处理,所有的I/O口,包括PS/2、USB、LPT、COM、SPEAK OUT和GAME等,应连接在同一片地岛上,最左侧和右侧与数字地相连,宽度不少于200密耳或三个过孔。COM2如果是插针式,应尽可能靠近I/O地。EMI器件应靠近I/O屏蔽罩,I/O口处的电源层和地层应单独划分,避免信号穿岛,以减少PCB上的长距离信号线。 对于EMI PCB设计规范的执行,设计师必须严格遵守,违反规范导致的EMI测试失败,设计师将承担责任。EMI工程师则负责检查规范的执行,并在遇到问题时提供解决方案,不断优化和更新EMI设计规范。 良好的PCB EMI设计不仅关乎设备的正常运行,还直接影响到产品是否能满足电磁兼容性标准,因此,理解和遵循设计规范至关重要。在实际操作中,设计师需要结合具体的应用场景和器件特性,灵活应用这些规则,以实现最佳的EMI性能。
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