揭秘PCB分层艺术如何巧妙堆叠控制EMI辐射的设计技巧与can总线通信协议三要素的精髓融合
为了控制EMI,现代的设计方法包括:利用特殊的材料、选择合适的零件和仿真技术。本文将探讨PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用与技巧。电源汇流排是IC输出稳定性的关键,它们必须被放置在IC附近并且配备足够的大容量以减少跳变时间。然而,这种方法并不能完全解决问题,因为它无法在整个频率范围内提供所需的谐波功率。此外,在电源线路上产生的瞬态电压会导致共模干扰。
为了解决这些问题,我们可以使用高频电容器来收集那些为输出提供能量而泄漏掉的能量。这类似于优化电源层,使其能够有效地去耦和抑制共模干扰。同时,连接到IC上的电源线应该尽可能短,并直接连接到焊盘上,以最小化数位信号上升时长。
对于EMI屏蔽,好的分层策略需要将所有信号走线集中在一层或几层中,并将它们紧邻于电源或接地层。对于4层板,我们可以采用首选方案,即外部为地面,内部为信号/电源,而第二种方案则是外部走动力和地面,内部走信号。这两种方案都可以改善EMI性能,但前提是元件密度较低且有足够空间放置铺铜岛。
6层板是一个更好的选择,但不一定总是如此,有些布局可能不会很好地屏蔽磁场或者降低瞬态信号。在这种情况下,可以考虑不同的布局,如将第2和第5层作为独立的地面,将第3和第四層作为独立的动力;或者布局为信号、地、信号、动力、地、信号,这样就可以实现良好的阻抗控制。
最后,对于10或12层板,由于绝缘隔离薄,所以只要分组平衡,不出问题,就能获得优秀的完整性。但要注意的是,每对signal layer之间应相邻,最好每个方向只有一条line走完一个周期,然后再切换方向,以确保回路与前向通路之间最小耦合,同时保持低感抗、高容抗特性以及良好的屏蔽性能。如果实际情况不符合这个原则,那么就会增加感抗减少容抗,从而增强Emission Interference (EMI)的问题。