高速PCB設(shè)計(jì)指南之二4

1、高速pcb設(shè)計(jì)指南之二4高速設(shè)計(jì)指南之二4第四篇 電磁兼容性和pcb設(shè)計(jì)約束（缺詳細(xì)數(shù)據(jù)）pcb布線對pcb的電磁兼容性影響很大，為了使pcb上的正常工作，應(yīng)按照本文所述的約束條件來優(yōu)化布線以及元器件/接頭和某些ic所用去耦電路的布局（一）、pcb材料的挑選通過合理挑選pcb的材料和印刷線路的布線路徑，可以做出對其它線路耦合低的傳輸線。當(dāng)傳輸線導(dǎo)體間的距離d小于同其它相鄰導(dǎo)體間的距離時(shí)，就能做到更低的耦合，或者更小的串?dāng)_（見工程專輯2000年第1期"應(yīng)用指南"）。設(shè)計(jì)之前，可按照下列條件挑選最經(jīng)濟(jì)的pcb形式：對的要求·印制板的密集程度·組裝與生產(chǎn)的能力

2、·cad系統(tǒng)能力·設(shè)計(jì)成本·pcb的數(shù)量·電磁屏蔽的成本當(dāng)采納非屏蔽外殼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時(shí)，尤其要注重產(chǎn)品的整體成本/元器件封裝/管腳樣式、pcb形式、電磁場屏蔽、構(gòu)造和組裝），在許多狀況下，選好合適的pcb形式可以不必在塑膠外殼里加入金屬屏蔽盒。為了提高高速和全部數(shù)字應(yīng)用的抗擾性同時(shí)削減有害輻射，需要用到傳輸線技術(shù)。按照輸出信號的轉(zhuǎn)換狀況，s-vcc、s-vee及vee-vcc之間的傳輸線需要表示出來，1所示。信號由電路輸出級的對稱性打算。對mos而言iol=ioh,而對ttl而言iolioh.功能/規(guī)律類型 zo()電源（典型值） 10ecl規(guī)律 50ttl

3、規(guī)律 100hc(t)規(guī)律 200表1：幾種信號路徑的傳輸線阻抗zo。規(guī)律器件類型和功能上的緣由打算了傳輸線典型特征阻抗zo，如表1所示。圖1：顯示三種特定傳輸線的（數(shù)字）ic之間典型互聯(lián)圖圖2：ic去耦電路。圖3：正確的去耦電路塊表2：去耦cdec.的推舉值。規(guī)律電路噪聲容限（二）、信號線路及其信號回路傳送信號的線路要與其信號回路盡可能逼近，以防止這些線路包圍的環(huán)路區(qū)域產(chǎn)生輻射，并降低環(huán)路感應(yīng)的磁化系數(shù)。普通狀況下，當(dāng)兩條線路間的距離等于線寬時(shí)，耦合系數(shù)大約為0.5到0.6，線路的有效自感應(yīng)從1h/m降到0.4-0.5 h/m.這就意味著信號回路電流的40到50自由地就流向了pcb上其它線路

4、。對兩個(gè)（子）電路塊間的每一塊信號路徑，無論是模擬的還是數(shù)字的，都可以用三種傳輸線來表示，1所示，其中阻抗可從表1得到。ttl規(guī)律電路由高電平向低電平轉(zhuǎn)換時(shí)，汲取電流會(huì)大于電源電流以，在這種狀況下，通常將傳輸線定義在vcc和s之間，而不是vee和s之間。通過采納鐵氧體磁環(huán)可徹低控制信號線和信號回路途上的電流。在平行導(dǎo)體狀況下，傳輸線的特征阻抗會(huì)由于鐵氧體而受到影響，而在同軸電纜的狀況下，鐵氧體只會(huì)對電纜的外部參數(shù)有影響。因此，相鄰線路應(yīng)盡可能細(xì)，而上下羅列的則相反（通常距離小于1.5mm/雙層板中環(huán)氧樹脂的厚度）。布線應(yīng)使每條信號線和它的信號回路盡可能逼近（信號和電源布線均適用）。假如傳輸線導(dǎo)

5、體間耦合不夠，可采納鐵氧體磁環(huán)。（三）、ic的去耦通常ic僅通過電容來達(dá)到去耦的目的，由于電容并不抱負(fù)，所以會(huì)產(chǎn)生諧振。在大于諧振頻率時(shí)，電容表現(xiàn)得象個(gè)，這就意味著di/dt受到了限制。電容的值由ic管腳間允許的電源電壓波動(dòng)來打算，按照資深設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐閱歷，電壓波動(dòng)應(yīng)小于信號線最壞情況下的噪聲容限的25，下面公式可計(jì)算出每種規(guī)律系列輸出門電路的最佳去耦電容值：i=c·dv/dt表2給出了幾種規(guī)律系列門電路在最壞狀況下信號線噪聲的容限，同時(shí)還給出每個(gè)輸出級應(yīng)加的去耦電容cdec.的推舉值。圖4：pcb上環(huán)路的輻射對迅速規(guī)律電路來說，假如去耦電容含有很大串聯(lián)電感（這種電感大概是由電容的

6、結(jié)構(gòu)、長的銜接線或pcb的印制線路造成的），電容的值可能不再實(shí)用。這時(shí)則需要在盡可能逼近ic管腳的地方加入另外一個(gè)小陶瓷電容（100-100pf）,與"lf-"去耦電容并聯(lián)。陶瓷電容的諧振頻率（包括到ic電源管腳的線路長度）應(yīng)高于規(guī)律電路的帶寬1/(.r),其中，r是規(guī)律電路中電壓的升高時(shí)光。假如每個(gè)ic都有去耦電容，信號回路電流可挑選最便利的路徑，vee或者vcc，這可以由傳送信號的線路和電源線路間的互耦來打算。在兩個(gè)去耦電容（每個(gè)ic一個(gè)）和電源線路形成的電感l(wèi)trace之間，會(huì)形成串聯(lián)諧振電路，這種諧振只可以發(fā)生在低頻（1mhz或諧振電路的q值較低（2的狀況下。通過將高損耗扼流線圈串聯(lián)在vcc網(wǎng)絡(luò)和要去耦的ic中，可使諧振頻率保持在1mhz以下，假如射頻