抑制PCB上的電(diàn)磁干扰-这些噪音是什么？

2020-07-31

即使无法用(yòng)我们的五种感觉来感知发射，它们也会损害電(diàn)路的性能(néng)，或者会溅到附近的其他(tā)電(diàn)子设备上。出于多(duō)种原因，我们将金属用(yòng)于设备外壳。除了散热性能(néng)外，我们还希望将噪音保持在盒子内，同时防止其他(tā)噪音进入。这是共存的两个中心原则。

如果要将一系列增益级链接在一起，则有(yǒu)助于从清洁電(diàn)源和公共接地路径开始。解决噪声问题的方法几乎总是累加的。在原型进行FCC认证之前获得的新(xīn)原理(lǐ)图通常具有(yǒu)一个新(xīn)的铁氧體(tǐ)磁珠，可(kě)能(néng)是四处都有(yǒu)一个二极管，还有(yǒu)一些经过重新(xīn)调整的旁路電(diàn)容器值。

一般而言，有(yǒu)一些因素会导致信号衰减。主要因素之一是長(cháng)痕迹。信号传播得越遠(yuǎn)，越有(yǒu)可(kě)能(néng)在坏邻居附近结束。在这种情况下，不良可(kě)能(néng)意味着杂音或可(kě)能(néng)容易拾取噪音。我很(hěn)想為(wèi)筆(bǐ)记本電(diàn)脑打开那大的白色塑料壁疣，以查看它是否有(yǒu)屏蔽。

音频因果报应-这些组件是噪声抑制器電(diàn)路的典型构建块

防御墙的第一道防線(xiàn)是清除墙壁上的污垢。在PCB层面，第二道防線(xiàn)是保护最脆弱的受害者迹線(xiàn)免于暴露于外界。EMI屏蔽在噪声产生器和敏感信号周围进行。减少这两种类型元素之间耦合的最佳方法之一就是简单地增加空间。

组件和印刷天線(xiàn)的放置和方向对于减轻噪声问题大有(yǒu)帮助。但是，慷慨的PCB十分(fēn)罕见。无论電(diàn)子设备的数量多(duō)寡，印刷電(diàn)路板的成本都很(hěn)高，所以少即是多(duō)。事半功倍是我们的生存挑战。许多(duō)设计都会有(yǒu)一个外部振荡器，因此让我们看一下这种情况。

一种水晶，它是被动零件

晶體(tǐ)放置在靠近IC的位置，但似乎可(kě)以通过将電(diàn)路顺时针旋转90度来获得较短的走線(xiàn)。请注意，路径保持不开会产生一条沟纹，该沟纹将外层接地层与晶體(tǐ)的引脚分(fēn)开。在形状的边缘放置通孔将无法达到目的。理(lǐ)想情况下，将有(yǒu)一个或多(duō)个XO返回引脚用(yòng)于直接返回SOC的接地路径。

PCB的机械轮廓通常来自机械工程师，几乎没有(yǒu)電(diàn)气培训。它们可(kě)能(néng)会给我们板子的一部分(fēn)提供高零件。您不知道吗，高的零件包括水晶。所有(yǒu)要做的事情就是坐(zuò)在那里制造噪音，因此必须做一些与母系的長(cháng)链接。

内部路由比在外层运行攻击者更有(yǒu)效。该概念基于以下事实：在迹線(xiàn)的上方和下方都将有(yǒu)不间断的接地平面。更进一步，在信号层上围绕轨迹的专用(yòng)形状是一个好策略。

嘈杂痕迹周围的警戒带。周围的低速信号受益于隔离

在上图中，地面网络以绿色突出显示。青色和洋红色代表第3层和第5层。通孔标签指示微通孔的跨度。我们希望将相关的接地层绑在一起，但不一定要将其他(tā)接地层绑在一起。如果我们要在路由层上淹没地面，整个平面将不会吞噬这些防护带。您可(kě)能(néng)已经注意到几个信号通孔，而没有(yǒu)相邻的接地通孔。这两层上的信号都将看到第4层上的接地层，因此接地过孔将是一种很(hěn)好的措施。

请注意，我在第3层中使用(yòng)了2-4微孔堆栈，而在第5层中则使用(yòng)了4-6的微孔堆栈。最后，除了用(yòng)于从第3层到第5层过渡的单个返回通孔之外，在3-5个信号通孔周围还有(yǒu)2-6个通孔的簇。这个想法是在z轴上形成一个同轴的法拉第笼。如果没有(yǒu)足够的空间，请尽最大努力隔离嘈杂的聚会。

我们听到了很(hěn)多(duō)有(yǒu)关長(cháng)度匹配，相位调整以及照顾高速连接阻抗的信息。我们知道，通孔是不连续的，如果可(kě)能(néng)的话，我们应该避免。在参考平面上的裂口或空隙上布線(xiàn)是禁忌。為(wèi)了将EMI降至最低，所有(yǒu)这些阻抗和时序规则也是必需的。

我们还深深地希望在放置和布線(xiàn)旁路盖时要保持電(diàn)感环路较小(xiǎo)。我们被告知对電(diàn)源和接地层使用(yòng)多(duō)个过孔。電(diàn)源平面和接地平面的交替变化会将PCB变成一堆自由電(diàn)容器。这些信号完整性和功率完整性规则是出于上面列出的電(diàn)路性能(néng)原因而存在的，而且还可(kě)以阻止杂散辐射的发射。扎实的设计实践可(kě)帮助我们解决EMI和RFI问题。

减少串扰实际上可(kě)以降低功耗。产生噪声会消耗能(néng)量，因此抑制噪声可(kě)以节省功率。我首先提到噪声抑制通常是一个附加过程。这些電(diàn)阻，電(diàn)容和電(diàn)感元件中的每一个都有(yǒu)其自己的寄生效应。这就像添加奶油和糖以减少咖啡的苦味。在某些时候，我们会失去咖啡的味道，因此需要更浓的咖啡。

优雅的布局可(kě)以解决潜在的能(néng)量传递问题，在基本電(diàn)路的顶部不需要那么多(duō)的奶油和糖。地面网起着巨大的作用(yòng)。这绝对是董事会上最有(yǒu)趣的网络。过孔是阻止接地网络从其他(tā)网络充電(diàn)的一件事。

降低包括空隙在内的接地平面的边缘，可(kě)以使PCB安静运行，并為(wèi)散热提供实质性途径。掌握了EMI的所有(yǒu)基本规则后，您将以不同的方式看到PCB。当艺术家尝试绘制徽标或任何其他(tā)东西的假想電(diàn)路时，我们可(kě)以立即发现它。

一般人会看到圆圈和線(xiàn)，却不知道區(qū)别。训练有(yǒu)素的设计师会发现心跳中的缺陷。这不仅超出了艺术效果，而且还涉及到存储路由的细微差别，甚至将一堆吉他(tā)效果链接在一起以创建我在脑海中听到的声音。我正在寻找超越電(diàn)線(xiàn)和连接器范围的问题。PCB设计者就是这样看待世界的。