電磁干擾源包含微處理器、微控制器、靜電放電、瞬時(shí)功率執(zhí)行元件等。隨著大量高速半導(dǎo)體器件的應(yīng)用,其邊沿跳變速率非�?�,這種電路可以產(chǎn)生高達(dá)300 MHz的諧波干擾。耦合路徑可以分為空間輻射電磁波和導(dǎo)線傳導(dǎo)的電壓與電流。噪聲被耦合到電路中的簡(jiǎn)單方式是通過(guò)導(dǎo)體的傳遞,例如,有一條導(dǎo)線在一個(gè)有噪聲的環(huán)境中經(jīng)過(guò),這條導(dǎo)線通過(guò)感應(yīng)接收這個(gè)噪聲并且將其傳遞到電路的其他部分,所有的電子電路都可以接收傳送的電磁干擾。例如,在數(shù)字電路中,臨界信號(hào)容易受到電磁干擾的影響;模擬的低級(jí)放大器、控制電路和電源調(diào)整電路也容易受到噪聲的影響。
2 DSP電路板的布線和設(shè)計(jì)
良好的電路板布線在電磁兼容性中是一個(gè)非常重要的因素,一個(gè)拙劣的電路板布線和設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生很多電磁兼容問題,即使加上濾波器和其他元器件也不能解決這些問題。
正確的電路布線和設(shè)計(jì)應(yīng)該達(dá)到如下3點(diǎn)要求:
(1)電路板上的各部分電路之間存在干擾,電路仍能正常工作;
(2)電路板對(duì)外的傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射盡可能低,達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求;
(3)外部的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾對(duì)電路板上的電路沒有影響。
2.1 元器件的布置
(1)元器件布置的首要問題是對(duì)元器件進(jìn)行分組。元器件的分組原則有:按電壓不同分;按數(shù)字電路和模擬電路分;按高速和低速信號(hào)分和按電流大小分。一般情況下都按照電壓不同分或按數(shù)字電路與模擬電路分。
(2)所有的連接器都放在電路板的一側(cè),盡量避免從兩側(cè)引出電纜。
(3)避免讓高速信號(hào)線靠近連接器。
(4)在元器件安排時(shí)應(yīng)考慮盡可能縮短高速信號(hào)線,如時(shí)鐘線、數(shù)據(jù)線和地址線等。
2.2 地線和電源線的布置
地線布置的終目的是為了小化接地阻抗,以此減小從電路返回到電源之間的接地回路電勢(shì),即減小電路從源端到目的端線路和地層形成的環(huán)路面積。通常增加環(huán)路面積是由于地層隔縫引起的。如果地層上有縫隙,高速信號(hào)線的回流線就被迫要繞過(guò)隔縫,從而增大了高頻環(huán)路的面積。
(1)增大向空間的輻射干擾,同時(shí)易受空間磁場(chǎng)的影響;
(2)加大與板上其他電路產(chǎn)生磁場(chǎng)耦合的可能性;
(3)由于環(huán)路電感加大,通過(guò)高速線輸出的信號(hào)容易產(chǎn)生振蕩;
(4)環(huán)路電感上的高頻壓降構(gòu)成共模輻射源,并通過(guò)外接電纜產(chǎn)生共模輻射。
通常地層上的隔縫不是在分地時(shí)、有意識(shí)地加上的,有時(shí)隔縫是因?yàn)榘迳系倪^(guò)孔過(guò)于接近而產(chǎn)生的,因此在PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免該種情況發(fā)生。
電源線的布置要和地線結(jié)合起來(lái)考慮,以便構(gòu)成特性阻抗盡可能小的供電線路。為了減小供電用線的特性阻抗,電源線和地線應(yīng)該盡可能的粗,并且相互靠近,使供電回路面積減到小,而且不同的供電環(huán)路不要相互重疊。在集成芯片的電源腳和地腳之間要加高頻去耦電容,容量為O.01~O.1μF,而且為了進(jìn)一步提高電源的去耦濾波的低頻特性,在電源引入端要加上1個(gè)高頻去耦電容和1個(gè)1~10μF的低頻濾波電容。
在多層電路板中,電源層和地層要放置在相鄰的層中,從而在整個(gè)電路板上產(chǎn)生一個(gè)大的PCB電容消除噪聲。速度快的關(guān)鍵信號(hào)和集成芯片應(yīng)當(dāng)布放在臨近地層一邊,非關(guān)鍵信號(hào)則布放在靠近電源層一邊。因?yàn)榈貙颖旧砭褪怯脕?lái)吸收和消除噪聲的,其本身幾乎是沒有噪聲的。