EMC设计元器件选择及电路设计很关键

韬略科技EMC 2018-04-15 06:43 次阅读

在PCB的EMC设计考虑中,首先涉及的便是层的设置; 单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成;在产品的EMC设计中,除了元器件的选择和电路设计之外,良好的PCB设计也是一个非常重要的因素。

       PCB的EMC设计的关键,是尽可能减小回流面积,让回流路径按照我们设计的方向流动。而层的设计是PCB的基础,如何做好PCB层设计才能让PCB的EMC效果最优呢?

1

PCB层的设计思路:

PCB叠层EMC规划与设计思路的核心就是合理规划信号回流路径,尽可能减小信号从单板镜像层的回流面积,使得磁通对消或最小化。

1、单板镜像层

镜像层是PCB内部临近信号层的一层完整的敷铜平面层(电源层、接地层)。主要有以下作用:

(1)降低回流噪声:镜像层可以为信号层回流提供低阻抗路径,尤其在电源分布系统中有大电流流动时,镜像层的作用更加明显。

(2)降低EMI:镜像层的存在减少了信号和回流形成的闭合环的面积,降低了EMI;

(3)降低串扰:有助于控制高速数字电路中信号走线之间的串扰问题,改变信号线距镜像层的高度,就可以控制信号线间串扰,高度越小,串扰越小;

(4)阻抗控制,防止信号反射。

2、镜像层的选择

(1)电源、地平面都能用作参考平面,且对内部走线有一定的屏蔽作用;

(2)相对而言,电源平面具有较高的特性阻抗,与参考电平存在较大的电势差,同时电源平面上的高频干扰相对比较大;

(3)从屏蔽的角度,地平面一般均作了接地的处理,并作为基准电平参考点,其屏蔽效果远远优于电源平面;

(4)选择参考平面时,应优选地平面,次选电源平面。

2

磁通对消原理:

根据麦克斯韦方程,分立的带电体或电流,它们之间的一切电的及磁的作用都是通过它们之间的中间区域传递的,不论中间区域是真空还是实体物质。在PCB中磁通总是在传输线中传播的,如果射频回流路径平行靠近其相应的信号路径,则回流路径上的磁通与信号路径上的磁通是方向相反的,这时它们相互叠加,则得到了通量对消的效果。

3

磁通对消的本质就是信号回流路径的控制,具体示意图如下:

如何用右手定则来解释信号层与地层相邻时磁通对消效果,解释如下:

(1)当导线上有电流流过时,导线周围便会产生磁场,磁场的方向以右手定则来确定。

(2)当有两条彼此靠近且平行的导线,如下图所示,其中一个导体的电流向外流出,另一个导体的电流向内流入,如果流过这两根导线的电流分别是信号电流和它的回流电流,那么这两个电流是大小相等方向相反的,所以它们的磁场也是大小相等,而方向是相反的,因此能相互抵消。

5

六层板设计实例

1、对于六层板,优先考虑方案3;

分析:

(1)由于信号层与回流参考平面相邻,S1、S2、S3相邻地平面,有最佳的磁通抵消效果,优选布线层S2,其次S3、S1。

(2)电源平面与GND平面相邻,平面间距离很小,有最佳的磁通抵消效果和低的电源平面阻抗。

(3)主电源及其对应的地布在4、5层,层厚设置时,增大S2-P之间的间距,缩小P-G2之间的间(相应缩小G1-S2层之间的间距),以减小电源平面的阻抗,减少电源对S2的影响。

2、在成本要求较高的时候,可采用方案1;

分析:

(1)此种结构,由于信号层与回流参考平面相邻,S1和S2紧邻地平面,有最佳的磁通抵消效果;

(2)电源平面由于要经过S3和S2到GND平面,差的磁通抵消效果和高的电源平面阻抗;

(3)优选布线层S1、S2,其次S3、S4。

3、对于六层板,备选方案4

分析:

对于局部、少量信号要求较高的场合,方案4比方案3更适合,它能提供极佳的布线层S2。

4、最差EMC效果,方案2

分析:

此种结构,S1和S2相邻,S3与S4相邻,同时S3与S4不与地平面相邻,磁通抵消效果差。

6

总结

PCB层设计具体原则:

(1)元件面、焊接面下面为完整的地平面(屏蔽);

(2)尽量避免两信号层直接相邻;

(3)所有信号层尽可能与地平面相邻;

(4)高频、高速、时钟等关键信号布线层要有一相邻地平面。

希望通过此文的简单介绍,能帮助大家加深对PCB层设计的理解,提前做好PCB的优化设计,一劳永逸。


原文标题:如何从PCB层设计开始控制EMC问题

文章出处:【微信号:TLTECH,微信公众号:韬略科技EMC】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

bmp位图转PCB文件工具BMPtoPCB应用程序免费下载

这个软件可以将一幅BMP图形转换为PCB格式。 使用方法   1.首先制作一幅 BMP图形,....

发表于 10-16 18:00 10次 阅读
bmp位图转PCB文件工具BMPtoPCB应用程序免费下载

PCB如何设计?PCB设计规范详细资料概述

印制电路板(PCB-printed circuit board)在绝缘基材上,按预定设计形成印制器件....

发表于 10-16 17:36 15次 阅读
PCB如何设计?PCB设计规范详细资料概述

一个优秀的硬件工程师要具备的能力

  一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理,你需要从外界交流获取对自己设计的需求,然后汇总,分析成具体的硬件实现。还要...

发表于 10-16 14:41 18次 阅读
一个优秀的硬件工程师要具备的能力

浅析EMC防护器件TVS的特性、参数及选用方法

电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因,常给人们带来无法估量的损失。这些干扰通常来自....

的头像 电磁兼容EMC 发表于 10-16 14:31 97次 阅读
浅析EMC防护器件TVS的特性、参数及选用方法

PCB印制板铜皮走线的一些注意事项

开关电源是一种电压转换电路,主要的工作内容是升压和降压,广泛应用于现代产品。因为开关三极管总是工作在....

发表于 10-16 10:45 25次 阅读
PCB印制板铜皮走线的一些注意事项

PCB选择性焊接的两种不同工艺特点对比

在PCB电子工业焊接工艺中,有越来越多的厂家开始把目光投向选择焊接,选择焊接可以在同一时间内完成所有....

发表于 10-16 10:44 30次 阅读
PCB选择性焊接的两种不同工艺特点对比

pcb蚀刻过程中应注意哪些问题?

维护蚀刻设备的最关键因素就是要保证喷嘴的高清洁度及无阻塞物,使喷嘴能畅顺地喷射。阻塞物或结渣会使喷射....

发表于 10-16 10:23 17次 阅读
pcb蚀刻过程中应注意哪些问题?

怎样才能更好的学好FPGA技术?

我们的理念:现代工程师要从系统层面掌握一个电子产品的构成 - 学习FPGA一定要了解FPGA这个器件....

发表于 10-16 10:23 37次 阅读
怎样才能更好的学好FPGA技术?

PCB设计EMC/EMI的仿真分析

由于PCB板上的电子器件密度越来越大,走线越来越窄,走线密度也越来越高,信号的频率也越来越高,不可避....

发表于 10-16 10:18 35次 阅读
PCB设计EMC/EMI的仿真分析

写EEPROM时BM62错误

你好,我刚刚收到一些BM62蓝牙模块,我已经把它们放在我的PCB设计上了。根据DeVKIT手册上描述的步骤,我已经做了以下步...

发表于 10-16 10:14 15次 阅读
写EEPROM时BM62错误

电路板产业展览会在台北南港展览馆盛大展开

囊括两岸三地超过1,700家PCB供应商的线上交流平台PCB Shop,今年将在专属摊位(I-028....

的头像 PCBworld 发表于 10-16 10:12 133次 阅读
电路板产业展览会在台北南港展览馆盛大展开

台湾健鼎科技在大陆投资的第一家PCB生产企业——健鼎电子

“健鼎的每一步更是稳健、环保的,我们追求在无锡永续经营。”健鼎电子有限公司总经理黄乐仁温文尔雅,条理....

的头像 PCB资讯 发表于 10-16 10:00 194次 阅读
台湾健鼎科技在大陆投资的第一家PCB生产企业——健鼎电子

PCB材料顶层铜箔与底层铜箔之间的表面粗糙度对射频性能的影响分析

第五代无线网络被誉为是实现现代通信的最重要的技术成就之一,5G技术既使用低于6GHz的信号频率,也有....

发表于 10-16 10:00 26次 阅读
PCB材料顶层铜箔与底层铜箔之间的表面粗糙度对射频性能的影响分析

EMI的干扰分析与抗干扰设计

EMI的传播路径:感性耦合;容性耦合;传导耦合;辐射耦合! 在电磁兼容设计中;我们基本的理论是:A.....

发表于 10-16 10:00 35次 阅读
EMI的干扰分析与抗干扰设计

珠海方正PCB F7新工厂正密锣紧鼓地建设中,场面热火朝天

项目已确定投资10亿人民币,按市场发展预计后续总投资达16.8亿人民币,规划用地面积约12万平米,产....

的头像 PCB资讯 发表于 10-16 09:57 139次 阅读
珠海方正PCB  F7新工厂正密锣紧鼓地建设中,场面热火朝天

RS-485通信链路与电子护栏:RS-485 EMC稳定性演示

James Scanlon和Conal Watterson,ADI公司 简介 在工业与仪器仪表应用(I&I)中,常常需要在距离很远的多个系统之间传输...

发表于 10-16 09:51 70次 阅读
RS-485通信链路与电子护栏:RS-485 EMC稳定性演示

PCB生产过程中铜面氧化的现状与解决方法

当前在双面与多层PCB 生产过程中沉铜、整板电镀后至图形转移的运转周期中,板面及孔内(由其小孔内)铜....

发表于 10-16 09:45 21次 阅读
PCB生产过程中铜面氧化的现状与解决方法

EMC COMPLIANT RS-485收发器参考保护电路

电路功能与优势 图1所示电路使用ADM3485E 收发器,是经过验证并测试的 电磁兼容性(EMC)解决方案,可为使用广泛的RS-48...

发表于 10-16 08:56 15次 阅读
EMC COMPLIANT RS-485收发器参考保护电路

保护RS-485通信网络不受有害EMC事件影响

James Scanlon,ADI公司高级评估工程师;Koenraad Rutgers,Bourns, Inc.高级现场应用工程师 内容提要 在实际工业和仪...

发表于 10-16 06:24 23次 阅读
保护RS-485通信网络不受有害EMC事件影响

非隔离式开关电源的PCB布局详细攻略

  1.引言   一个良好的布局设计可优化效率,减缓热应力并尽量小走线与元件之间噪声作用。这切都 源于设计人员对电中流传导路...

发表于 10-15 19:09 14次 阅读
非隔离式开关电源的PCB布局详细攻略

浅析影响PCB电镀填孔工艺的因素

全球电镀PCB产业产值占电子元件产业总产值的比例迅速增长,是电子元件细分产业中比重最大的产业,占有独....

的头像 PCBworld 发表于 10-15 16:53 127次 阅读
浅析影响PCB电镀填孔工艺的因素

电源PCB设计与EMC的关联详解

  【前言】说起开关电源的难点问题,PCB布板问题不算很大难点,但若是要布出一个精良PCB板一定是开关电源的难点之一(P...

发表于 10-15 10:16 14次 阅读
电源PCB设计与EMC的关联详解

电源PCB设计与EMC的关联详解

  【前言】说起开关电源的难点问题,PCB布板问题不算很大难点,但若是要布出一个精良PCB板一定是开关电源的难点之一(P...

发表于 10-15 10:16 14次 阅读
电源PCB设计与EMC的关联详解

开关电源印制板设计和PCB板布局

  开关电源印制板的设计   首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧,先说说印制板的设计。开关电源工作在高频率,高脉...

发表于 10-15 09:06 13次 阅读
开关电源印制板设计和PCB板布局

开关电源印制板设计和PCB板布局

  开关电源印制板的设计   首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧,先说说印制板的设计。开关电源工作在高频率,高脉...

发表于 10-15 09:06 13次 阅读
开关电源印制板设计和PCB板布局

KEA128 PCBLI的核心系统结构封装原理图资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是KEA128 PCBLI的核心系统结构封装原理图资料免费下载。

发表于 10-15 08:00 16次 阅读
KEA128 PCBLI的核心系统结构封装原理图资料免费下载

金银贵重金属探测器的PCB,BOM,原理图程序等资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是金银贵重金属探测器全资料,PCB,BOM,烧录码,原理图,探测盘绕制参数....

发表于 10-15 08:00 28次 阅读
金银贵重金属探测器的PCB,BOM,原理图程序等资料免费下载

PCB设计高频电路板的布线技巧和注意事项详细概述

本文首先对高频电路板做了简单介绍,其次阐述了PCB设计高频电路板布线技巧,最后介绍了PCB设计高频电....

的头像 村田中文技术社区 发表于 10-14 11:49 293次 阅读
PCB设计高频电路板的布线技巧和注意事项详细概述

HUD的有哪些EMI问题?如何解决HUD的EMI问题?详细分析

自上世纪80年代,HUD开始从飞机嫁接于汽车,但HUD真正受到世人瞩目还是在虚拟显示概念被广泛了解的....

的头像 韬略科技EMC 发表于 10-14 11:39 201次 阅读
HUD的有哪些EMI问题?如何解决HUD的EMI问题?详细分析

深度剖析电子级玻纤布行业市场

行业内企业面对的是一个充满竞争性的市场,多家企业厂商同时生产同一类型产品或者相似功能产品,为了获得相....

的头像 PCBworld 发表于 10-14 11:29 467次 阅读
深度剖析电子级玻纤布行业市场

树脂塞孔是什么?PCB为什么要采用树脂塞孔?

树脂塞孔的工艺流程近年来在PCB产业里面的应用越来越广泛,尤其是在一些层数高,板子厚度较大的产品上面....

的头像 MCU开发加油站 发表于 10-14 10:30 220次 阅读
树脂塞孔是什么?PCB为什么要采用树脂塞孔?

LED封装支架EMC与PCT那个更好

过去专攻PPA支架的厂商纷纷转进PCT支架转进PCT支架市场,据了解,目前支架业者的PCT支架已可用....

发表于 10-14 10:00 192次 阅读
LED封装支架EMC与PCT那个更好

PCB行业的走向最终受制下游市场 大鱼吃小鱼的企业现象不可避免

PCB主要应用于通讯、汽车电子、消费电子等领域,其中计算机、通信是下游的主要市场,这也是多层板仍占据....

的头像 PCB资讯 发表于 10-14 09:46 711次 阅读
PCB行业的走向最终受制下游市场 大鱼吃小鱼的企业现象不可避免

基于PCB设计的阻抗控制实现

没有阻抗控制的话,将引发相当大的信号反射和信号失真,导致设计失败。常见的信号,如PCI总线、PCI-....

发表于 10-14 09:28 61次 阅读
基于PCB设计的阻抗控制实现

PCB常见的三种钻孔详解

埋孔,就是PCB内部任意电路层间的链接但未导通至外层,也是未延伸到电路板表面的导通孔意思。

发表于 10-14 08:42 91次 阅读
PCB常见的三种钻孔详解

关于电子设备高性能下的内部EMC问题浅析

众所周知,目前的电子产品正在不断的向高性能发展。从多功能的手机,高端的数码相机,到各式各样的游戏机,....

发表于 10-13 10:58 55次 阅读
关于电子设备高性能下的内部EMC问题浅析

联想联手NetApp成立合资公司,意在应对戴尔EMC

据此前媒体报道,美国时间9月13日,联想曾在纽约Transform 2.0大会上宣布,与美国存储企业....

发表于 10-13 10:54 226次 阅读
联想联手NetApp成立合资公司,意在应对戴尔EMC

走进胜宏科技、走近陈涛董事长

走进胜宏科技的智能车间,智能化设备和管理模式让人感叹:“科技改变生活、改变未来。”自动化生产线上,一....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-12 11:40 612次 阅读
走进胜宏科技、走近陈涛董事长

PCB蚀刻过程中应该注意的问题

蚀刻液的种类:不同的蚀刻液化学组分不同,其蚀刻速率就不同,蚀刻系数也不同。例如:酸性氯化铜蚀刻液的蚀....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-12 11:27 174次 阅读
PCB蚀刻过程中应该注意的问题

pcb工艺流程,也就这几张图的事!

对于设计人员来说,我们最主要考虑的是布线的最小线宽、间距的控制及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-12 11:23 260次 阅读
pcb工艺流程,也就这几张图的事!

浅谈影响PCB电镀填孔工艺的几个因素

全球电镀PCB产业产值占电子元件产业总产值的比例迅速增长,是电子元件细分产业中比重最大的产业,占有独....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-12 08:59 188次 阅读
浅谈影响PCB电镀填孔工艺的几个因素

一款完整的Altium Designer产品PCB与原理图资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是一款完整的Altium Designer产品PCB与原理图资料免费下载。

发表于 10-12 08:00 41次 阅读
一款完整的Altium Designer产品PCB与原理图资料免费下载

关于EMC的21个常见问题详细解答

满足产品功能要求、减少调试时间,使产品满足电磁兼容标准的要求,使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干....

的头像 单片机精讲吴鉴鹰 发表于 10-11 16:51 219次 阅读
关于EMC的21个常见问题详细解答

大陆PCB产业布局,全球PCB各主体份额变化

最后,在市场竞争较为充分的情况下,国内PCB产业中的佼佼者往往都摸索了一套“本土特色”的管理模式,上....

的头像 PCB资讯 发表于 10-11 16:25 1338次 阅读
大陆PCB产业布局,全球PCB各主体份额变化

浅析PCB覆铜设计的利与弊

覆铜,就是将PCB上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。 覆铜的意义在于,减....

的头像 PCBworld 发表于 10-11 11:15 286次 阅读
浅析PCB覆铜设计的利与弊

Altium中极坐标的应用知识

新建一个PCB文件,执行快捷键“EOS”在PCB空白处设置一个原点,在空白处单击右键选择执行“Opt....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-11 10:58 247次 阅读
Altium中极坐标的应用知识

5G商用倒计时 国内PCB厂商在通讯板领域的研发布局

据上证报报道,近日,美国、日本、韩国纷纷发布5G商用的消息。5G商用已经进入最后的倒计时,新技术赋能....

的头像 PCB资讯 发表于 10-11 10:49 748次 阅读
5G商用倒计时 国内PCB厂商在通讯板领域的研发布局

AD PCB布板快速入门和PCBLayout指南及PCB高级设计系列资料免费下载

本文档的主要内容可以让你了解PCB设计内容包括了:AD PCB画板速成法,PCBLayout指南,P....

发表于 10-11 08:00 40次 阅读
AD PCB布板快速入门和PCBLayout指南及PCB高级设计系列资料免费下载

AD多层PCB板设计布局的详细资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是AD多层PCB板设计布局的详细资料合集免费下载,包含5个文档,有多层板的....

发表于 10-11 08:00 84次 阅读
AD多层PCB板设计布局的详细资料合集免费下载

BMS电池管理系统原理图SCH文件和PCB文件资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是BMS板池管理系统原理图SCH文件和PCB文件资料合集免费下载。

发表于 10-11 08:00 63次 阅读
BMS电池管理系统原理图SCH文件和PCB文件资料合集免费下载

全球PCB产业东移大趋势,大陆一枝独秀

进入21世纪以来, PCB 产业重心不断向亚洲地区转移。目前亚洲地区 PCB 产值已接近全球的90%....

的头像 PCB资讯 发表于 10-10 16:44 396次 阅读
全球PCB产业东移大趋势,大陆一枝独秀

Altium pcb中泪滴的作用有哪些?究竟为什么要添加泪滴呢?

Objects-All 选择匹配对象,一般选择“All”所有的;在图9-93所示右边,会适配相应的对....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-10 11:00 266次 阅读
Altium pcb中泪滴的作用有哪些?究竟为什么要添加泪滴呢?

景旺电子拟2.9亿元收购FPC厂珠海双赢51%股权

9月14日,广东骏亚(603386)晚公告,公司拟以17.91元/股发行2000万股,并支付3.7亿....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-10 10:42 1452次 阅读
景旺电子拟2.9亿元收购FPC厂珠海双赢51%股权

剖析我国PCB电路板行业的现状及发展趋势

在产品类型上,全球PCB产业均在向高精度、高密度和高可靠性方向靠拢,不断缩小体积、减少成本、提高性能....

的头像 PCB开门网 发表于 10-10 10:40 498次 阅读
剖析我国PCB电路板行业的现状及发展趋势

台光电受惠于智能型手机客户拉货强劲,第3季合并营收64.57亿元

据了解,台光电成立于1992年,主要致力于开发、制造、及销售覆铜板及半固化片,两项产品均为生产印刷电....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 10-10 10:31 569次 阅读
台光电受惠于智能型手机客户拉货强劲,第3季合并营收64.57亿元

SP00S12可用于各种信号传输系统

CAN与485都是工业通信中常用的现场总线,做好通信总线的隔离防护是产品可靠、稳定的重要前提。如何做....

的头像 ZLG致远电子 发表于 10-10 09:30 568次 阅读
SP00S12可用于各种信号传输系统

多普光电:销售额已超过1.1亿,营收同比大幅增长

多普光电刚好捕捉到全自动生产连线的发展趋势。去年推出全自动新机型现已有数十台交货给客户,实现量产,在....

的头像 PCBworld 发表于 10-09 15:52 748次 阅读
多普光电:销售额已超过1.1亿,营收同比大幅增长

电路板结构分类,电路板行业产业链爆发

按下游电子产品的用途划分,PCB 可运用于消费电子、汽车电子、网络通讯、工控医疗、航空航天等领域。在....

的头像 PCB开门网 发表于 10-09 15:49 1115次 阅读
电路板结构分类,电路板行业产业链爆发

印制电路PCB全球市场分布

PCB 产业重心不断向亚洲地区转移,而亚洲地区产能又进一步向大陆转移,形成了新的产业格局。在 200....

的头像 PCB行业融合新媒体 发表于 10-09 15:38 284次 阅读
印制电路PCB全球市场分布

影响TDR测试精度的原因有哪些?

TDR测试目前主要使用于电池电路板厂的PCB印制电路板)信号线、以及器件阻抗的测试。

的头像 PCBworld 发表于 10-09 11:21 230次 阅读
影响TDR测试精度的原因有哪些?