PCBlayout EMI设计(检查)规则.pptx

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1、PCBlayoutEMI设计（检查）规则目录1.概述2.EMI噪音的模型-----差模与共模3.PCBlayoutEMI设计方法----滤波接地屏蔽4.13条经典EMI设计（检查）规则5.每条规则详细说明经验告诉我们，通过修改PCBlayout而成功解决EMI的案例很多，PCB已成为EMI设计的关键。我们总结多年的经验，得出13条经典的设计规则。希望通过理解和运用13条经典EMI规则，并在PCBlayout过程中进行控制，减少PCB多次修改，缩短layout的时间。本规则针对高速数字信号PCB设计，适用于2层和多层板，但2层板更难实现部分的要求。一、概述二、EMI

2、噪声的模型-----差模与共模：磁力线向外：磁力线向内：电流方向图一：信号回路的磁场耦合分析差模共模二、EMI噪音的模型-----差模共模哪个是差模，哪个是共模？I表示电流强度；f表示共模电流的频率；L表示电缆/PCB走线长度；d表示测量天线到电缆的距离共模计算公式：E=1.26*10-6df*I*L共模辐射与PCB哪些因素有关？信号IC1IC2源负载差模计算公式：E=1.316X10-14df2*I*AI表示电流强度；f表示差模电流的频率；A表示差模电流环路面积；d表示测量天线到电缆的距离差模辐射与PCB哪些因素有关？二、EMI噪音的模型-----差模与共模差模

3、干扰发生原因和解决方法：信号流出至信号流入形成信号环路,每个环路都相当于一个天线，这是差模干扰发生原因，也是PCB设计中EMI控制的关键。设计时要了解每一关键信号的流向，关键信号要靠近回流路径布线，确保其环路面积最小。减小差模辐射常用的方法：（1）降低电路的工作频率；（2）减小信号电流的环路面积A；（3）减小信号的电流强度。共模辐射是EMI最主要的干扰，通常是由于电路板地的“不平整”导致的，或者连接cable线两端地电位的高低差而导致连接线变成辐射天线。电路板则是由于地阻抗而引起电位高低不平，从而能量由高到底有了辐射的条件。所以PCB排版时要特别的注意PCB地阻抗

4、的问题，从而减小其产生的干扰。减小共模辐射常用的方法：（1）降低地阻抗以减小地电位差；（2）使用去耦电容；（3）使用铁氧体磁环；（4）使用共模滤波器（电源/信号）共模干扰发生原因和解决方法：三、PCBlayoutEMI设计方法—滤波接地屏蔽对于EMI控制，主要采用三种措施：滤波、接地、屏蔽。这三种方法虽然有着独立的作用，但是相互之间是有关联的，良好的接地可以降低设备对屏蔽和滤波的要求，而良好的屏蔽也可以使滤波器的要求低一些。屏蔽：按照屏蔽的机理，分电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽。滤波：通常采用去耦电容、EMI滤波器、磁性元件来实现。接地：尽量保持地平面完整，所有器

5、件的接地脚尽快接到地平面。四、13条经典EMI设计（检查）规则12.电源退耦电容的位置检查;13.供电连线和地线回路的检查；电源检查1.跨电源和地层的信号线检查;2.不连续的信号回路检查；3.信号线包地的检查;4.包地线上相邻2个地孔的距离;5.信号层板边缘的地孔检查;6.PCB布线长度检查;7.过孔数量检查;8.走线离板边的距离检查;9.连接到连接器上Filter检查;10.差分信号的检查;11.串扰检查;信号（电流）回路检查布线检查五、每条规则详细说明1.跨电源和地层的信号线检查：对信号回流不能认为必须在走线正下方的参考平面。回流的途径是多方面：参考地平面，电

6、源平面，相邻的地线，介质，甚至空气。我们知道，交流信号会自动选阻抗最小路径返回驱动端。但究竟哪个占主，要看它和信号走线的耦合程度，耦合最强的将为信号提供最主要回流途径。如在多层PCB，参考平面很近，耦合了绝大部分的电磁场，99％以上信号能量将集中在最近的参考平面回流。信号回流路径：地或电源做交流信号回路理想信号回流示意图信号实际情况的信号回流信号地/电源回路电容电容五、每条规则详细说明1.跨电源和地层的信号线检查：换层电容：连接电源和地层。位置安装在顶层或底层。EMI设计规则一：如是四层板，在跨电源和地层的信号线附近放置换层电容，形成信号回路。高速信号应尽量避免换

7、层。五、每条规则详细说明1.跨电源和地层的信号线检查:规则细则：(1).高速数字信号（10MHz以上）如通过Via跨电源和地层，必须增加换层电容；(2).换层电容距离信号Via不得超过200mil（5mm);(3).一个换层电容可以作为多个信号的回路,根据离信号的距离决定放置多少个电容。五、每条规则详细说明1.跨电源和地层的信号线附近放置换层电容案例:剪裁于40-LCNP90-MAD4XG放大换层电容五、每条规则详细说明2.不连续的信号回路检查:EMI设计规则二：对高速信号走线区域最大限制地保持地层和电源层的完整，使地层或电源层成为其最好信号回路，并保证回流路径最

8、佳。地层作