PCB設計進階：如何注意EMI

電磁和乾擾問題幾乎是所有 PCB 設計中的關鍵因素，考慮到電路板佈局階段的問題有助於緩解許多常見問題。電源單元產生的噪音會降低設計性能並干擾其他設備。信號會相互干擾並降低系統性能。了解系統是如何工作的，噪聲線位置的侄子和低信號比敏感線位置的位置有助於優化電路板佈局，以避免設計中出現更多問題。為了解決EMI問題，可以通過在噪聲點添加濾波器或使用金屬外殼來阻擋輻射。但是，這些都需要很高的成本，而且開發過程中需要不斷地測試和重新設計電路板，耗時長。由於 EMI 問題的關鍵是邊緣效應和連接器，因此上述重新設計甚至可能與移動按鍵 I/O 線有關。在電路板設計的早期就考慮了EMI效應，最終產品的質量可以大大提高，任何煩人的麻煩。電源從功能到 EMI 和熱特性，電路板佈局決定了每個電源項目的成敗。設計開關電源佈局很簡單，但往往出現在設計過程的後期。第一個原型的良好佈局不僅會增加成本，而且反過來，在 EMI 濾波器、機械屏蔽、EMI 測試時間和 PCB 操作方面可以節省大量資源。開關電源的輻射頻率比較明顯，對附近的無線電廣播有影響，但是好的佈局不需要屏蔽這樣的系統。 EMI問題是由電流迴路的快速變化引起的，因此在整個設計過程中避免或確保“熱迴路”不具有快速變化的關係。不同的電源拓撲結構（例如，降壓轉換器或反向轉換器）會產生不同的交流電路，但經過適當的佈置（有時在電路板內），有利於屏蔽所有輻射效應，減少對濾波器或昂貴的金屬外殼的需求。確保上述迴路遠離過孔和敏感線連接到不同的層次，這也有助於減少電源線對其他系統的影響。信號線最大的信號線是 I/O 引腳產生的噪聲，通常形成一個大天線。在同步設計中，所有信號都在同一邊沿切換，這會周期性地產生巨大的噪聲尖峰。隨著時鐘頻率的增加，上述信號對於電路板設計更為重要。即使平行跟踪一段很短的距離，它也會容納串。噪聲與聲源電壓的平行距離、頻率、幅度和受害者與受害者的阻抗成正比。通過用更靈敏的軌道隔離噪聲線，避免電路板邊緣外的噪聲跟踪，可以將其最小化。同時，噪聲跟踪包聚合體圍繞地線，有助於降低噪聲，因為所有耦合都接地，並且不連接到其他信號線。這對於產生噪聲和輻射系統的 I/O 線尤其重要。可能是噪聲受害者的信號應該返回到下面的地面。這降低了阻抗並降低了噪聲電壓和任何輻射範圍。時鍾樹振盪電路是第三個噪聲源，振盪器在這裡用於軌道。除了基本頻率，輸出還包括諧波。將晶體與其他組件和 PCB 的走線分開，同時保持較小的環形區域通常可以避免上述問題，並防止信號耦合到其他組件（例如，大型傳感器）。大多數與 EMI 相關的串擾發生在晶體周圍，因此振盪器保持至少 2 厘米的間隔以降低任何靈敏度。它通常作為分區的一部分（如下所示）。輻射天線 FM 波段輻射天線的一部分形成大約 8 厘米或更長。上述問題可以通過避免使用更長的信號線和一系列提供阻尼的電阻來輕鬆解決，並且在不降低數據傳輸速度的情況下很容易解決上述問題。這是電路板佈局在迭代過程中反饋給網絡列表的位置。衝線也可以從拐角處向外輻射，所以設計工具規則應該標註在滾動位置之外。上述拐角也是一個製造過程導致產生的風險因素，因此避免了上述風險因素的好處。 Partition 創建一個類似的功能分區，有助於明確板級佈局的要求。將所有模擬組件保持在同一區域，通過隔離接地層進行屏蔽，專門設計用於保護分區免受電源驅動接地線或數字電路的影響，這可以降低對耦合噪聲的敏感性。同時，對於模擬區域板的設計，數字元件比噪聲感應弱。同樣，功率元件被固定在電路板的同一區域，遠離其他敏感元件也是可能的。自動選擇路由考慮到以上因素和限制工具，自動選擇路由工具似乎非常有效。電路板分區內的自動佈線選擇有助於加快佈局過程，同時減少 EMI 對設計的影響。在靠近敏感線（尤其是I/O）的長信號線或噪聲信號線上，很難實現自動佈線。請注意，EMI 對這些線路的影響有助於促進自動化設計。 DesignSpark PCB 等工具提供了設計規則來檢查，確保走線既不會太近，也不會彎曲，但對於設計人員面臨的 EMI 問題並沒有太大幫助。注意敏感線，並行信號跟踪和長，尋求手動優化這些線的方法，信號隊長，有助於顯著提高設計質量和性能。總結EMI是一個關鍵的設計指南，但僅僅依靠自動化的位置和線路，電路板佈局的設計規則可能會帶來很多後續問題。注意設計設計的EMI問題。創建一個自動選擇路線的區域，結合自動化設計的價值和設計專業知識的價值，這有助於優化設計，避免電路板、額外的過濾器，甚至昂貴的外殼。高成本重新設計。