如何優(yōu)化四層PCB的EMC/EMI性能?
發(fā)布時(shí)間: 2025-05-06 11:37:15 查看數(shù):保障地平面完整性來(lái)抑制 EMI
完整且連續(xù)的地平面能夠?yàn)樾盘?hào)提供低阻抗的回流路徑,能顯著減少電磁輻射。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免在地平面上開(kāi)設(shè)不必要的缺口或分割。若因設(shè)計(jì)需求必須進(jìn)行分割,要評(píng)估其對(duì)信號(hào)回流的影響,并采取降低影響的措施。信號(hào)線(xiàn)應(yīng)盡量避開(kāi)地平面的分割區(qū)域,以防其回流路徑被阻斷,從而減少電磁干擾。
合理添加屏蔽過(guò)孔與隔離區(qū)域
在四層 PCB 設(shè)計(jì)中,添加屏蔽過(guò)孔和隔離區(qū)域有助于控制 EMC/EMI 性能。在 PCB 邊緣以及不同功能模塊之間,還有易產(chǎn)生電磁干擾的高速信號(hào)線(xiàn)旁,布置適量的接地過(guò)孔(即屏蔽過(guò)孔),它們能形成電磁屏蔽屏障,有效阻擋電磁干擾的傳播。這些過(guò)孔要與地平面良好連接,確保電磁干擾電流能通過(guò)過(guò)孔回流到地平面。對(duì)于敏感的電路部分,如高速信號(hào)線(xiàn)路或噪聲較大的電源區(qū)域,設(shè)置隔離區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)布置,與其他電路部分保持一定間距,UNCTION 等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離,減少相互干擾。
優(yōu)化布線(xiàn)策略以提升 EMC/EMI 性能
合理規(guī)劃高速信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)路徑,使其盡量短且直。這樣可以降低信號(hào)傳輸?shù)难舆t和損耗,同時(shí)減少電磁輻射的風(fēng)險(xiǎn)。增加信號(hào)線(xiàn)之間的間距,能降低線(xiàn)間串?dāng)_,進(jìn)一步提升 EMC/EMI 性能。敏感信號(hào)線(xiàn),如時(shí)鐘信號(hào)、差分對(duì)和高速總線(xiàn),應(yīng)該進(jìn)行屏蔽和隔離??梢酝ㄟ^(guò)使用地線(xiàn)或電源線(xiàn)將敏感信號(hào)線(xiàn)包圍起來(lái),形成屏蔽通道,增強(qiáng)其抗干擾能力。
科學(xué)設(shè)置去耦電容來(lái)改善電源質(zhì)量
在電源引腳附近放置去耦電容能夠有效濾除電源線(xiàn)上的高頻噪聲,減少電磁干擾。去耦電容應(yīng)盡可能靠近電源引腳,并且使用短而寬的連線(xiàn)進(jìn)行連接,以此降低電容引線(xiàn)電感。通常而言,選擇陶瓷電容這類(lèi)合適的電容值和種類(lèi),可以取得較好的高頻去耦效果。同時(shí),合理確定去耦電容的數(shù)量和分布,保證電源的穩(wěn)定性和可靠性。
有效處理時(shí)鐘信號(hào)、差分對(duì)和高速總線(xiàn)
時(shí)鐘信號(hào)、差分對(duì)和高速總線(xiàn)是 PCB 設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分,其 EMC/EMI 性能的優(yōu)化尤為重要。
時(shí)鐘信號(hào)通常頻率高、邊沿變化率大,容易產(chǎn)生電磁輻射。因此,要對(duì)時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行等長(zhǎng)布線(xiàn),以確保時(shí)鐘信號(hào)的同步性,減少時(shí)鐘偏斜。同時(shí),使用地線(xiàn)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行屏蔽,減小其對(duì)外部的電磁干擾。
差分對(duì)信號(hào)具備較強(qiáng)的抗干擾能力,但布線(xiàn)時(shí)需保持差分對(duì)的等長(zhǎng)、等距和平行,以此確保其差分傳輸特性得以充分發(fā)揮。應(yīng)避免差分對(duì)與其他高速信號(hào)線(xiàn)交叉,從而降低串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)。此外,要讓差分對(duì)盡量靠近地平面,以此減弱其電磁輻射。
高速總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率高,電磁干擾風(fēng)險(xiǎn)大。需要對(duì)高速總線(xiàn)進(jìn)行等長(zhǎng)布線(xiàn),確保信號(hào)的同時(shí)到達(dá),降低信號(hào)偏斜。適當(dāng)增加高速總線(xiàn)信號(hào)線(xiàn)之間的間距,有助于減少線(xiàn)間串?dāng)_。同時(shí),運(yùn)用合適的終端匹配方式,可以減少信號(hào)反射和振蕩現(xiàn)象。
恰當(dāng)設(shè)計(jì) PCB 邊緣與角落降低電磁輻射
PCB 的邊緣與角落易產(chǎn)生電磁輻射和接收外部電磁干擾。采用圓角或倒角設(shè)計(jì)對(duì) PCB 的邊緣和角落進(jìn)行優(yōu)化,能夠起到減少電磁輻射和干擾的作用。此外,在 PCB 的邊緣布置地線(xiàn)或屏蔽線(xiàn)可以增強(qiáng)電磁屏蔽效果,進(jìn)一步提升產(chǎn)品的 EMC/EMI 性能。