PCB设计进阶：如何注意EMI

电磁和干扰问题几乎是所有 PCB 设计中的关键因素，考虑到电路板布局阶段的问题有助于缓解许多常见问题。电源单元产生的噪音会降低设计性能并干扰其他设备。信号会相互干扰并降低系统性能。了解系统是如何工作的，噪声线位置的侄子和低信号比敏感线位置的位置有助于优化电路板布局，以避免设计中出现更多问题。为了解决EMI问题，可以通过在噪声点添加滤波器或使用金属外壳来阻挡辐射。但是，这些都需要很高的成本，而且开发过程中需要不断地测试和重新设计电路板，耗时长。由于 EMI 问题的关键是边缘效应和连接器，因此上述重新设计甚至可能与移动按键 I/O 线有关。在电路板设计的早期就考虑了EMI效应，最终产品的质量可以大大提高，任何烦人的麻烦。电源从功能到 EMI 和热特性，电路板布局决定了每个电源项目的成败。设计开关电源布局很简单，但往往出现在设计过程的后期。第一个原型的良好布局不仅会增加成本，而且反过来，在 EMI 滤波器、机械屏蔽、EMI 测试时间和 PCB 操作方面可以节省大量资源。开关电源的辐射频率比较明显，对附近的无线电广播有影响，但是好的布局不需要屏蔽这样的系统。 EMI问题是由电流回路的快速变化引起的，因此在整个设计过程中避免或确保“热回路”不具有快速变化的关系。不同的电源拓扑结构（例如，降压转换器或反向转换器）会产生不同的交流电路，但经过适当的布置（有时在电路板内），有利于屏蔽所有辐射效应，减少对滤波器或昂贵的金属外壳的需求。确保上述回路远离过孔和敏感线连接到不同的层次，这也有助于减少电源线对其他系统的影响。信号线最大的信号线是 I/O 引脚产生的噪声，通常形成一个大天线。在同步设计中，所有信号都在同一边沿切换，这会周期性地产生巨大的噪声尖峰。随着时钟频率的增加，上述信号对于电路板设计更为重要。即使平行跟踪一段很短的距离，它也会容纳串。噪声与声源电压的平行距离、频率、幅度和受害者与受害者的阻抗成正比。通过用更灵敏的轨道隔离噪声线，避免电路板边缘外的噪声跟踪，可以将其最小化。同时，噪声跟踪包聚合体围绕地线，有助于降低噪声，因为所有耦合都接地，并且不连接到其他信号线。这对于产生噪声和辐射系统的 I/O 线尤其重要。可能是噪声受害者的信号应该返回到下面的地面。这降低了阻抗并降低了噪声电压和任何辐射范围。时钟树振荡电路是第三个噪声源，振荡器在这里用于轨道。除了基本频率，输出还包括谐波。将晶体与其他组件和 PCB 的走线分开，同时保持较小的环形区域通常可以避免上述问题，并防止信号耦合到其他组件（例如，大型传感器）。大多数与 EMI 相关的串扰发生在晶体周围，因此振荡器保持至少 2 厘米的间隔以降低任何灵敏度。它通常作为分区的一部分（如下所示）。辐射天线 FM 波段辐射天线的一部分形成大约 8 厘米或更长。上述问题可以通过避免使用更长的信号线和一系列提供阻尼的电阻来轻松解决，并且在不降低数据传输速度的情况下很容易解决上述问题。这是电路板布局在迭代过程中反馈给网络列表的位置。冲线也可以从拐角处向外辐射，所以设计工具规则应该标注在滚动位置之外。上述拐角也是一个制造过程导致产生的风险因素，因此避免了上述风险因素的好处。 Partition 创建一个类似的功能分区，有助于明确板级布局的要求。将所有模拟组件保持在同一区域，通过隔离接地层进行屏蔽，专门设计用于保护分区免受电源驱动接地线或数字电路的影响，这可以降低对耦合噪声的敏感性。同时，对于模拟区域板的设计，数字元件比噪声感应弱。同样，功率元件被固定在电路板的同一区域，远离其他敏感元件也是可能的。自动选择路由考虑到以上因素和限制工具，自动选择路由工具似乎非常有效。电路板分区内的自动布线选择有助于加快布局过程，同时减少 EMI 对设计的影响。在靠近敏感线（尤其是I/O）的长信号线或噪声信号线上，很难实现自动布线。请注意，EMI 对这些线路的影响有助于促进自动化设计。 DesignSpark PCB 等工具提供了设计规则来检查，确保走线既不会太近，也不会弯曲，但对于设计人员面临的 EMI 问题并没有太大帮助。注意敏感线，并行信号跟踪和长，寻求手动优化这些线的方法，信号队长，有助于显着提高设计质量和性能。总结EMI是一个关键的设计指南，但仅仅依靠自动化的位置和线路，电路板布局的设计规则可能会带来很多后续问题。设计时要注意EMI问题。创建一个自动选择路线的区域，结合自动化设计的价值和设计专业知识的价值，这有助于优化设计，避免电路板、额外的过滤器，甚至昂贵的外壳。高成本重新设计。