电磁兼容emc设计最适合4层pcb,从ems的角度来看,局部敏感电路的金属外壳或金属外壳屏蔽能够解决干扰问题,从emi的角度来看,有时4层板不能满足辐射发射限制的要求,并且应该增加层数,因为多层板可以产生高du/dt的信号,并且di/dt确保更小的信号环路传输过程中的区域,为高速信号提供低阻抗回流。
pcb堆叠设计的基本原理是在地平面附近布置高速信号层和电源层,下图显示了4层和6层板的堆叠设计,小号1在图4a中是指高速信号层而图4b,4c和4d三种普通6层pcb设计。
在3层6层pcb设计中,设计b是最差的,s2层应该是高速信号层,设计c和d中的s2层是高速信号层。设计c是最好的,因为每个信号层与接地平面紧密相邻,以确保最短的信号回流路径,并且s2和p层被gnd1和gnd2屏蔽。与设计相比ç,s3在设计d是远离gnd层和p只能达到引起设计单副作用,而不是双副作用ç。
pcb中的等效天线
天线的基本功能是辐射和接收无线电波,在辐射过程中,高频电流可以转化为电磁波;在接收过程中,电磁波转化为高频电流。emc场中的辐射主要是指远场辐射,天线的形成取决于两个基本条件:rf信号源和连接到rf信号源的一定长度的导体。在工程领域,人们认为当导体的长度按照公式l=λ/20时,天线效应会出现,当l=(λ/4)n时,天线效应最大,n为自然数。
当信号在pcb内部传输时,内环与环形天线具有相同的效果,环路面积越大,天线效果越大,严格的pcb回路控制可以有效地阻止差模干扰,这在实践中是可行的。然而,增加印刷线的长度将导致明显的棒状天线效应,因此在pcb布局过程中应尽可能地减少互连信号的长度。
当在pcb内部传输的高du/dt信号的回流路径上发生相对较高的zgnd时,共模驱动源ucom将在icom流过zgnd以及连接的印刷线路或i/o稳定器的情况下发生,可以向外辐射。
如果pcb的尺寸相对较小,则由于长度的限制,内部印刷线不能达到天线辐射要求。在这种情况下,i/o电缆可视为印刷线的扩展,可满足辐射要求。即使不存在与i/o稳定的直接连接,也应在i/o电缆之间停止串扰耦合。
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