七、印制電路板基礎(chǔ)-1

1、EMC theory and application無源器件隱含的射頻特性無源器件隱含的射頻特性EMC是是“巫術(shù)巫術(shù)”？為什么一支電容器不僅僅是電容？為什么一支電容器不僅僅是電容？為什么電感器不是電感？為什么電感器不是電感？第第7章章 印刷電路板基礎(chǔ)印刷電路板基礎(chǔ)EMC theory and applicationPCB怎樣產(chǎn)生射頻能量怎樣產(chǎn)生射頻能量麥克斯韋方程描述了產(chǎn)生麥克斯韋方程描述了產(chǎn)生EMI的根本原因是時變電流，的根本原因是時變電流，對麥克斯韋方程的高度概括可以認為其方程可以聯(lián)合對麥克斯韋方程的高度概括可以認為其方程可以聯(lián)合成歐姆定律成歐姆定律RIVrfrfVIZ（時域）（時域）（頻

2、域）（頻域）式中，式中，V是電壓，是電壓，I是電流，是電流，R是電阻；是電阻；Z是阻抗，下標是阻抗，下標rf表示表示“關(guān)于射頻能量的分量關(guān)于射頻能量的分量”當頻率低于數(shù)千赫茲時，最小阻抗路徑就是最小電阻路當頻率低于數(shù)千赫茲時，最小阻抗路徑就是最小電阻路徑；當頻率高于數(shù)千赫茲時，電抗的值通常就超過了電徑；當頻率高于數(shù)千赫茲時，電抗的值通常就超過了電阻值阻值R，最小電抗路徑成為主導(dǎo)因素，最小電抗路徑成為主導(dǎo)因素EMC theory and applicationE低頻電路低頻電路信號和回流電流都具有直接路徑信號和回流電流都具有直接路徑的情況的情況E高頻電路高頻電路回流路徑與源路徑的物理長度不回流路

3、徑與源路徑的物理長度不同，會由于路徑較長而附加了額同，會由于路徑較長而附加了額外的阻抗。自由空間的波阻抗為外的阻抗。自由空間的波阻抗為377，但在，但在100kHz和和1MHz的的頻率范圍只要具有很小的電抗就頻率范圍只要具有很小的電抗就會有超過會有超過377的阻抗的阻抗。因為。因為電電流必須回到源頭去并滿足安培定流必須回到源頭去并滿足安培定律，律，RF能量就會經(jīng)過可能的最低能量就會經(jīng)過可能的最低阻抗路徑回流阻抗路徑回流，當回流路徑的阻，當回流路徑的阻抗大于抗大于377時，自由空間就變時，自由空間就變成了回流路徑，于是就發(fā)生了成了回流路徑，于是就發(fā)生了EMI輻射輻射EMC theory and

4、application磁通和磁通對消磁通和磁通對消如果如果RF回流路徑平行靠近其相應(yīng)的流出線條，則回流回流路徑平行靠近其相應(yīng)的流出線條，則回流路徑上的磁通（順時針場）與源路徑上的磁通（逆時針路徑上的磁通（順時針場）與源路徑上的磁通（逆時針場）是方向相反的，于是順時針磁場和逆時針磁場迭加場）是方向相反的，于是順時針磁場和逆時針磁場迭加時，就得到了對消的效果時，就得到了對消的效果，常用的通量對消技術(shù)有：，常用的通量對消技術(shù)有：l在多層印制電路板的情形，可以采用恰當?shù)寞B層安排在多層印制電路板的情形，可以采用恰當?shù)寞B層安排和阻抗控制以便產(chǎn)生一個和阻抗控制以便產(chǎn)生一個RF回流像電流或回流的地回回流像電流

5、或回流的地回路路l將時鐘線條布放在靠近將時鐘線條布放在靠近RF回流路徑、接地平板（多層回流路徑、接地平板（多層PCB時）、地網(wǎng)格或接地時）、地網(wǎng)格或接地/保護線條處保護線條處l將元件塑料封裝內(nèi)產(chǎn)生的磁通引導(dǎo)到零伏參考系統(tǒng)將元件塑料封裝內(nèi)產(chǎn)生的磁通引導(dǎo)到零伏參考系統(tǒng)l通過降低時鐘或頻率振蕩電路產(chǎn)生的通過降低時鐘或頻率振蕩電路產(chǎn)生的RF驅(qū)動電壓來減驅(qū)動電壓來減弱線條中的弱線條中的RF電流電流EMC theory and application線條拓撲結(jié)構(gòu)線條拓撲結(jié)構(gòu)兩種基本拓撲：微帶線和帶狀線兩種基本拓撲：微帶線和帶狀線圖圖 PCB疊層結(jié)構(gòu)舉例疊層結(jié)構(gòu)舉例EMC theory and applic

6、ationp微帶線微帶線位于位于PCB的的頂層、底層或其他外層頂層、底層或其他外層上的印制線條上的印制線條微帶線對微帶線對PCB上產(chǎn)生的上產(chǎn)生的RF能量的抑制能力能量的抑制能力最小最小快速時鐘和邏輯信號的傳播采用微帶線結(jié)構(gòu)快速時鐘和邏輯信號的傳播采用微帶線結(jié)構(gòu)快速信號要求小電容耦合和低的源到負載的傳輸延快速信號要求小電容耦合和低的源到負載的傳輸延遲時間遲時間電容對時鐘的作用是減緩數(shù)字信號的邊沿過渡過程電容對時鐘的作用是減緩數(shù)字信號的邊沿過渡過程當兩個實體金屬平面間的耦合電容較小時，信號就當兩個實體金屬平面間的耦合電容較小時，信號就傳播地快些傳播地快些當使用微帶線時，線條位于當使用微帶線時，線條

7、位于PCB外層，由于沒有外層，由于沒有頂和底電路層的防護作用，將會向環(huán)境輻射頂和底電路層的防護作用，將會向環(huán)境輻射RF能量能量EMC theory and applicationp帶狀線帶狀線位于位于兩個實體平面層中間的信號線層兩個實體平面層中間的信號線層上，這兩個上，這兩個實體層可以是實體層可以是地電位地電位，也可以是具有一定電位的，也可以是具有一定電位的電電源平面源平面帶狀線加強了抗帶狀線加強了抗RF輻射發(fā)射噪聲的特性，但相應(yīng)輻射發(fā)射噪聲的特性，但相應(yīng)地減緩了傳播速度地減緩了傳播速度仍然會由于在外層安裝的元件而產(chǎn)生輻射仍然會由于在外層安裝的元件而產(chǎn)生輻射使使PCB頂層上元件引線電感最小頂層

8、上元件引線電感最小會減小輻射發(fā)射會減小輻射發(fā)射作用作用當使用當使用雙雙帶狀線時，兩個布線層上的線條是帶狀線時，兩個布線層上的線條是垂直垂直布置的布置的EMC theory and application疊層安排疊層安排在設(shè)計印制電路板時，一個最基本的問題是實現(xiàn)電在設(shè)計印制電路板時，一個最基本的問題是實現(xiàn)電路要求的功能需要多少個布線層和電源平面路要求的功能需要多少個布線層和電源平面最好在最好在PCB上就把上就把RF能量抑制下去，而不是靠金屬能量抑制下去，而不是靠金屬機箱或封閉的導(dǎo)電塑料盒將機箱或封閉的導(dǎo)電塑料盒將RF能量封閉住能量封閉住每一個布線層都與一個參考的平面（電源或地）相每一個布線層都與

9、一個參考的平面（電源或地）相鄰，而只有最外層的微帶線或單層板的情況例外，鄰，而只有最外層的微帶線或單層板的情況例外，最外層的微帶線只應(yīng)該是低速線條最外層的微帶線只應(yīng)該是低速線條對于多層參考平面的情形，與零伏參考平面鄰近的對于多層參考平面的情形，與零伏參考平面鄰近的布線層比鄰近電源平面的布線層更具有高速信號線布線層比鄰近電源平面的布線層更具有高速信號線條的特性條的特性EMC theory and applicationp單面板設(shè)計：通常只用于那些不包含周期信號（時鐘）單面板設(shè)計：通常只用于那些不包含周期信號（時鐘）的產(chǎn)品或者用于模擬信號的儀器和控制系統(tǒng)中的產(chǎn)品或者用于模擬信號的儀器和控制系統(tǒng)中單

10、面板單面板PCB一般只用在幾百千赫茲工作的情形一般只用在幾百千赫茲工作的情形最便捷的設(shè)計單面最便捷的設(shè)計單面PCB的方法是由設(shè)計電源和接地線開的方法是由設(shè)計電源和接地線開始，然后設(shè)計高風(fēng)險信號（時鐘），該信號的線條必須緊始，然后設(shè)計高風(fēng)險信號（時鐘），該信號的線條必須緊靠近接地線條，最后再進行其余線條的設(shè)計靠近接地線條，最后再進行其余線條的設(shè)計EMC theory and application（1）確定沿著最關(guān)鍵電路的信號網(wǎng)絡(luò)中的電）確定沿著最關(guān)鍵電路的信號網(wǎng)絡(luò)中的電源和接地點源和接地點（2）劃分為功能子段布線，考慮敏感元件及）劃分為功能子段布線，考慮敏感元件及其相關(guān)的其相關(guān)的I/O端口和連

11、接器的要求端口和連接器的要求（3）將最關(guān)鍵信號網(wǎng)絡(luò)的所有元件鄰近放置）將最關(guān)鍵信號網(wǎng)絡(luò)的所有元件鄰近放置（4）如果需要有多個接地點，確定這些接地）如果需要有多個接地點，確定這些接地點是否需要連在一起點是否需要連在一起（5）布防其余線條，但要記住承載）布防其余線條，但要記住承載RF頻段能頻段能量多的線條需要采取通量對消措施，同時要注量多的線條需要采取通量對消措施，同時要注意能確保意能確保RF回流路徑始終是可用的回流路徑始終是可用的EMC theory and application圖中是較差的布線設(shè)計，在電源和地網(wǎng)絡(luò)中存在著許多多圖中是較差的布線設(shè)計，在電源和地網(wǎng)絡(luò)中存在著許多多余的回路面積。此

12、外，沒有給關(guān)鍵線條的余的回路面積。此外，沒有給關(guān)鍵線條的RF回流電流準回流電流準備回流路程。備回流路程。EMC theory and application非對稱地放置不同封裝尺寸的元件，采用同一電源要求的非對稱地放置不同封裝尺寸的元件，采用同一電源要求的元件，這已經(jīng)成為單面板設(shè)計的標準做法，上圖中的電源元件，這已經(jīng)成為單面板設(shè)計的標準做法，上圖中的電源和接地線條采用了徑向路由的方法和接地線條采用了徑向路由的方法EMC theory and application這種布線方法的唯一存在的問題是需要決定如何選擇各這種布線方法的唯一存在的問題是需要決定如何選擇各種徑向路由結(jié)構(gòu)中的恰當?shù)牡诫娫催B接器

13、的連接方式種徑向路由結(jié)構(gòu)中的恰當?shù)牡诫娫催B接器的連接方式（1）所有的電源和接地線條都要采用徑向路由方式由電）所有的電源和接地線條都要采用徑向路由方式由電源配送，使線條的全長最短源配送，使線條的全長最短（2）使接地和電源線條相互緊鄰（平行）布線。這樣就）使接地和電源線條相互緊鄰（平行）布線。這樣就可以使那些高頻開關(guān)噪聲回路電流對其他電路和控制信號可以使那些高頻開關(guān)噪聲回路電流對其他電路和控制信號的影響最小，理想情況下，這些線條間隔最好保持大于一的影響最小，理想情況下，這些線條間隔最好保持大于一個線條的寬度，只有在連接退耦電容器時，線條間隔要求個線條的寬度，只有在連接退耦電容器時，線條間隔要求必須

14、大于一個線條的寬度。噪聲信號流動應(yīng)該平行于這些必須大于一個線條的寬度。噪聲信號流動應(yīng)該平行于這些回流路徑回流路徑（3）不要將樹枝形的路由的不同分支相連，以避免產(chǎn)生）不要將樹枝形的路由的不同分支相連，以避免產(chǎn)生回路電流回路電流EMC theory and applicationp雙層板設(shè)計雙層板設(shè)計l將電源和地布成網(wǎng)絡(luò)狀，使組成的全部回路面積不超過將電源和地布成網(wǎng)絡(luò)狀，使組成的全部回路面積不超過3.8cm2；l使電源線與電路線條相互成九十度角，電源線條與接地線條各置使電源線與電路線條相互成九十度角，電源線條與接地線條各置于不同層上；于不同層上；l將接地線條垂直方向布于一層，而電源線條水平方向布于

15、另一層，將接地線條垂直方向布于一層，而電源線條水平方向布于另一層，反之亦然反之亦然l在每一個網(wǎng)格節(jié)點和每一個在每一個網(wǎng)格節(jié)點和每一個IC芯片處都布置一個退耦電容芯片處都布置一個退耦電容EMC theory and application必須在盡量靠近強干擾信號線條的附近布放一條回流線條以便必須在盡量靠近強干擾信號線條的附近布放一條回流線條以便RF能量能經(jīng)這個回流路徑回到源頭去。電源及其回流線必須相互平行能量能經(jīng)這個回流路徑回到源頭去。電源及其回流線必須相互平行布置，每一個向電源系統(tǒng)中注入開關(guān)電能的器件都要加退耦電容布置，每一個向電源系統(tǒng)中注入開關(guān)電能的器件都要加退耦電容振蕩器振蕩器圖圖 加強型

16、雙面板布線中對加強型雙面板布線中對RF回流的安排回流的安排EMC theory and application第第2種實際應(yīng)用中典型的布線設(shè)計方式種實際應(yīng)用中典型的布線設(shè)計方式:與前圖幾與前圖幾乎相同，唯一不同的是將乎相同，唯一不同的是將電源和地線線條布在電源和地線線條布在頂層和底層兩層上頂層和底層兩層上。由于有兩層可以利用，所。由于有兩層可以利用，所以布線比較容易而且能使回路面積盡可能的小。以布線比較容易而且能使回路面積盡可能的小。雙層雙層PBC,雖然有頂層板（裝有元件的一層）和雖然有頂層板（裝有元件的一層）和底層（有一個接地平面或零伏參考面）但總認底層（有一個接地平面或零伏參考面）但總認為

17、為RF電流的回流路徑仍然處在頂層內(nèi)。如圖。電流的回流路徑仍然處在頂層內(nèi)。如圖。所以，進行雙層板設(shè)計時，最好的方法是把它看所以，進行雙層板設(shè)計時，最好的方法是把它看成兩個單層板來設(shè)計，頂層和底層板都采用單成兩個單層板來設(shè)計，頂層和底層板都采用單層板的設(shè)計規(guī)則和設(shè)計技術(shù)。任何時候都要保層板的設(shè)計規(guī)則和設(shè)計技術(shù)。任何時候都要保證接地環(huán)路控制，要證接地環(huán)路控制，要為為RF回流電流提供實際回流電流提供實際存在的線條存在的線條。EMC theory and application參考平面到信號線條的距離參考平面到信號線條的距離達到達到8倍印制線條的寬度，倍印制線條的寬度，使通量對消作用很小使通量對消作用很

18、小信號線條靠近零伏線條，信號線條靠近零伏線條，線條間的尺寸比到參考平線條間的尺寸比到參考平面的距離小得多面的距離小得多1W1W1W2W8WEMC theory and applicationp四層板設(shè)計四層板設(shè)計信號信號1地地電源電源信號信號2強通量對消層強通量對消層為獲得最低的電為獲得最低的電源阻抗采用最小源阻抗采用最小間隔距離間隔距離缺乏通量對消作用缺乏通量對消作用層間均等分隔距離層間均等分隔距離l信號線條有較高阻抗，可以達到信號線條有較高阻抗，可以達到105-130l層間退耦設(shè)計可以去除電源到地的開關(guān)電能影響（一定的效果）層間退耦設(shè)計可以去除電源到地的開關(guān)電能影響（一定的效果）lRF回流

19、電流不能不間斷地回到源頭，除非在信號層布放一條緊回流電流不能不間斷地回到源頭，除非在信號層布放一條緊鄰電源層的地線條鄰電源層的地線條EMC theory and application信號信號1地地電源電源信號信號2具有強通量對消特具有強通量對消特性性較差的退耦特性，較差的退耦特性，高電源阻抗高電源阻抗具有強通量對消特具有強通量對消特性需要使用接地線性需要使用接地線條條層間均等分隔距離層間均等分隔距離填充物質(zhì)填充物質(zhì)l布線層的阻抗可以具體設(shè)計為期望的數(shù)值；布線層的阻抗可以具體設(shè)計為期望的數(shù)值；l電源與地的層間退耦作用基本上不存在，需要安裝分立的退耦電源與地的層間退耦作用基本上不存在，需要安裝分

20、立的退耦電容器件；電容器件；lRF回流電流不能不間斷地回到源頭，除非在信號層布放一條緊回流電流不能不間斷地回到源頭，除非在信號層布放一條緊鄰電源層的地線條鄰電源層的地線條EMC theory and application信號信號地地電源電源信號信號無顯著的退耦作用無顯著的退耦作用加強通量對消層加強通量對消層無顯著的退耦作用無顯著的退耦作用備選結(jié)構(gòu)備選結(jié)構(gòu)較差通量對消層較差通量對消層l無法修復(fù)裝配損傷，很難測量和調(diào)試；無法修復(fù)裝配損傷，很難測量和調(diào)試；lPCB很難加工；很難加工；l可以防止線條上的可以防止線條上的RF能量向空間輻射，然而這些能量向空間輻射，然而這些RF能量會傳送能量會傳送到位于

21、外層的元件的引線端子上。如果沒有在元件裝配設(shè)計時提到位于外層的元件的引線端子上。如果沒有在元件裝配設(shè)計時提供了恰當?shù)墓┝饲‘數(shù)腞F回流路徑，這些元件將輻射所有的內(nèi)部的回流路徑，這些元件將輻射所有的內(nèi)部的RF電能電能EMC theory and application射頻轉(zhuǎn)移射頻轉(zhuǎn)移l射頻轉(zhuǎn)移是處理電磁能量由高頻段向低頻段轉(zhuǎn)移射頻轉(zhuǎn)移是處理電磁能量由高頻段向低頻段轉(zhuǎn)移的設(shè)計。的設(shè)計。l射頻轉(zhuǎn)移表示，當一個電路的電磁能量由高頻段射頻轉(zhuǎn)移表示，當一個電路的電磁能量由高頻段區(qū)域向低頻段區(qū)域進發(fā)時，信號將發(fā)生固有的傳輸區(qū)域向低頻段區(qū)域進發(fā)時，信號將發(fā)生固有的傳輸延遲。延遲。l引起這種信號傳輸減緩作用是因

22、為所有的元件都引起這種信號傳輸減緩作用是因為所有的元件都有輸入電容和內(nèi)部傳播延遲有輸入電容和內(nèi)部傳播延遲EMC theory and applicationI/O互連和接口互連和接口低速模擬電路低速模擬電路低速數(shù)字電路低速數(shù)字電路具有中速射頻帶寬的電路內(nèi)存，支持邏輯總線結(jié)構(gòu)具有中速射頻帶寬的電路內(nèi)存，支持邏輯總線結(jié)構(gòu)具有高速射頻帶寬的電路具有高速射頻帶寬的電路（CPU、時鐘、緩沖、時鐘、緩沖、DMA）PCB的射頻轉(zhuǎn)移的分區(qū)的射頻轉(zhuǎn)移的分區(qū)EMC theory and application射頻電流密度分布射頻電流密度分布l零伏零伏“0V”參考面或回流平面允許參考面或回流平面允許RF電流回到它的

23、負載之中，電流回到它的負載之中，這個回流平面完成了功能實現(xiàn)要求的封閉回路電路，線條中的這個回流平面完成了功能實現(xiàn)要求的封閉回路電路，線條中的電流分布使回流結(jié)構(gòu)中的電流蔓延開去。電流分布使回流結(jié)構(gòu)中的電流蔓延開去。l分布電流共用線條和平面間的公共阻抗，就會由于電流蔓延分布電流共用線條和平面間的公共阻抗，就會由于電流蔓延而產(chǎn)生互耦合而產(chǎn)生互耦合l當線條和平面間距很大時，前進和回流路徑之間的回路面積當線條和平面間距很大時，前進和回流路徑之間的回路面積增加增加l回流路徑的增加增大了電路的電感，而其電感正比于回路面回流路徑的增加增大了電路的電感，而其電感正比于回路面積積信號線條信號線條地平面地平面dIE

24、MC theory and application接地方法接地方法電路電路1電路電路2電路電路3電路電路1電路電路2電路電路3圖圖 單點接地方法單點接地方法電路電路1電路電路2電路電路3圖圖 多點接地方法多點接地方法電路電路1電路電路2電路電路3圖圖 混合接地混合接地電感耦合電感耦合注：也可用電容替換電感注：也可用電容替換電感EMC theory and applicationp單點接地單點接地l當元件、電路、連接器和類似的部件的工作頻率在當元件、電路、連接器和類似的部件的工作頻率在1MHz以下時以下時，單點地是最好的方式。，單點地是最好的方式。l在在CPU主板或主板或I/O接續(xù)器中，采用單點

25、接地方式時，接續(xù)器中，采用單點接地方式時，如果機架金屬板為地，就會在零伏參考平面與機架之如果機架金屬板為地，就會在零伏參考平面與機架之間產(chǎn)生回路電流，從而導(dǎo)致輻射發(fā)射或傳導(dǎo)發(fā)射。間產(chǎn)生回路電流，從而導(dǎo)致輻射發(fā)射或傳導(dǎo)發(fā)射。l在個人電腦和類似的設(shè)備中幾乎不可能采用單點接在個人電腦和類似的設(shè)備中幾乎不可能采用單點接地方式，因為此時的各種裝配結(jié)構(gòu)和邊緣結(jié)構(gòu)都直接地方式，因為此時的各種裝配結(jié)構(gòu)和邊緣結(jié)構(gòu)都直接地接到金屬機架的不同位置實現(xiàn)接地。地接到金屬機架的不同位置實現(xiàn)接地。l由電磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流的轉(zhuǎn)移機制在電路中產(chǎn)生由電磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流的轉(zhuǎn)移機制在電路中產(chǎn)生耦合電壓并產(chǎn)生環(huán)路結(jié)構(gòu)，多點接地將這些

26、環(huán)路置于耦合電壓并產(chǎn)生環(huán)路結(jié)構(gòu)，多點接地將這些環(huán)路置于很少引發(fā)問題的區(qū)域中。很少引發(fā)問題的區(qū)域中。EMC theory and applicationp多點接地多點接地l高頻設(shè)計中通常需要采用多個到機架地的連接，多高頻設(shè)計中通常需要采用多個到機架地的連接，多點接地使點接地使PCB的電源配送系統(tǒng)的接地阻抗最小化。的電源配送系統(tǒng)的接地阻抗最小化。l每英寸的每英寸的PCB印制線條大約能附加印制線條大約能附加12-20nH的電感，的電感，這個電感值隨著印制線條的寬帶和厚度而變化。這個電感值隨著印制線條的寬帶和厚度而變化。l該電感同參考平面與機架地之間的集總電容或分布該電感同參考平面與機架地之間的集總電

27、容或分布電容組成了諧振電路并產(chǎn)生振蕩。電容組成了諧振電路并產(chǎn)生振蕩。EMC theory and application信號與地環(huán)路信號與地環(huán)路l地回路是地回路是RF能量產(chǎn)生和傳播的主要渠道能量產(chǎn)生和傳播的主要渠道l關(guān)于在關(guān)于在PCB上抑制上抑制EMI的最重要的設(shè)計思想是要設(shè)的最重要的設(shè)計思想是要設(shè)計一個最優(yōu)化的計一個最優(yōu)化的地或信號回流回路地或信號回流回路控制?？刂啤為使地平面電位盡量小，高速邏輯和高頻振蕩元件為使地平面電位盡量小，高速邏輯和高頻振蕩元件必須盡量布放在靠近接地樁附近。必須盡量布放在靠近接地樁附近。l發(fā)生發(fā)生RF回路電流的常見的例子是在具有適配卡的回路電流的常見的例子是在具有

28、適配卡的典型的個人電腦進行單點接地的情況，在適配卡插槽典型的個人電腦進行單點接地的情況，在適配卡插槽和單點參考地之間產(chǎn)生了很大的回流環(huán)路面積，每個和單點參考地之間產(chǎn)生了很大的回流環(huán)路面積，每個回路都輻射電磁波?；芈范驾椛潆姶挪āMC theory and application接地連接的距離接地連接的距離p如何使如何使PCB組裝中的組裝中的RF回流效應(yīng)最小呢？回流效應(yīng)最小呢？如果多層板安裝時有機架地，最簡單的方法是在如果多層板安裝時有機架地，最簡單的方法是在PCB上上設(shè)計許多個安裝到機架地的設(shè)計許多個安裝到機架地的接地樁接地樁。那么，。那么，這些接地點的這些接地點的相互距離應(yīng)該有多遠？如果設(shè)

29、計者有選擇位置的可能，那相互距離應(yīng)該有多遠？如果設(shè)計者有選擇位置的可能，那么在具體地應(yīng)用這一技術(shù)時，應(yīng)該將接地樁擺放在什么位么在具體地應(yīng)用這一技術(shù)時，應(yīng)該將接地樁擺放在什么位置處？置處？接地樁之間的空間距離不應(yīng)該大于最高頻率或關(guān)心諧波所接地樁之間的空間距離不應(yīng)該大于最高頻率或關(guān)心諧波所對應(yīng)的對應(yīng)的/20/20。這種空間間隔距離要求的原理是這種空間間隔距離要求的原理是偶極子天線偶極子天線的特性。的特性。多點接地的概念就是要使信號線條與地回流路徑產(chǎn)生的偶多點接地的概念就是要使信號線條與地回流路徑產(chǎn)生的偶極子效應(yīng)最小，兩個位置點的空間距離越小，產(chǎn)生天線諧極子效應(yīng)最小，兩個位置點的空間距離越小，產(chǎn)生天

30、線諧振的頻率就越高，在振的頻率就越高，在PCBPCB組裝時組裝時PCBPCB所引起的所引起的EMIEMI就越小。就越小。EMC theory and application2020202020202020202020（x軸或軸或y軸方向）都不應(yīng)該超過抑制板上產(chǎn)生的最高軸方向）都不應(yīng)該超過抑制板上產(chǎn)生的最高邊沿速率的邊沿速率的/20。這一點可根據(jù)抑制板分區(qū)化處理。這一點可根據(jù)抑制板分區(qū)化處理。用螺釘固定到金屬機架上（地連接用螺釘固定到金屬機架上（地連接）EMC theory and applicationp對于具有許多機架地連接的情形，應(yīng)該如何不采對于具有許多機架地連接的情形，應(yīng)該如何不采用機械

31、固定螺釘就能實現(xiàn)這么多接地點？用機械固定螺釘就能實現(xiàn)這么多接地點？圖圖 能實現(xiàn)多點接地連接的有想象力的技術(shù)能實現(xiàn)多點接地連接的有想象力的技術(shù)EMC theory and application像平面像平面像平面是像平面是PCB板內(nèi)的銅或類似的導(dǎo)體層面，這層面可板內(nèi)的銅或類似的導(dǎo)體層面，這層面可以是物理距離上緊鄰布線層或信號層的以是物理距離上緊鄰布線層或信號層的電源層面、接電源層面、接地層面、零伏參考平面地層面、零伏參考平面，像平面為，像平面為RF電流提供了一個電流提供了一個回到源頭的低阻抗的路徑（通量對消或通量最小化）。回到源頭的低阻抗的路徑（通量對消或通量最小化）。外微帶線外微帶線埋入式微帶

32、線埋入式微帶線帶狀線層帶狀線層1帶狀線層帶狀線層2帶狀線層帶狀線層3外微帶線外微帶線像平面像平面像平面像平面非優(yōu)化通量對消非優(yōu)化通量對消緊鄰像平面，最優(yōu)化通量對消緊鄰像平面，最優(yōu)化通量對消這一層會將這一層會將RF能量耦合到帶能量耦合到帶狀線層狀線層1和和3中去，這是我們所中去，這是我們所不希望的不希望的緊鄰像平面，最優(yōu)化通量對消緊鄰像平面，最優(yōu)化通量對消圖圖 較差的疊層安排較差的疊層安排中間帶狀線層沒有像平面中間帶狀線層沒有像平面注：像平面可能是電源平面或地平面注：像平面可能是電源平面或地平面EMC theory and application為使像平面更有效，在實平板結(jié)構(gòu)中不應(yīng)該布放任何為使

33、像平面更有效，在實平板結(jié)構(gòu)中不應(yīng)該布放任何線條。下圖為像平面被嚴重破壞的情形，不能起到優(yōu)線條。下圖為像平面被嚴重破壞的情形，不能起到優(yōu)化回流路徑的作用。當沒有優(yōu)化回流路徑時，就會由化回流路徑的作用。當沒有優(yōu)化回流路徑時，就會由于回路產(chǎn)生的非平衡（不同的平衡損耗）而出現(xiàn)于回路產(chǎn)生的非平衡（不同的平衡損耗）而出現(xiàn)RF共共模電流。在平面分割處產(chǎn)生的跨接損耗就產(chǎn)生了模電流。在平面分割處產(chǎn)生的跨接損耗就產(chǎn)生了RF場。場。RF回流路徑上布置的線回流路徑上布置的線條（像平面上的縫或線條）條（像平面上的縫或線條）RF回流電流造成的回流電流造成的大回路面積大回路面積信號平面信號平面像平面像平面布線層的布線層的“

34、信號線信號線”跨越分跨越分割的像平面（虛線表示），割的像平面（虛線表示），RF回流電流必須經(jīng)過較長路回流電流必須經(jīng)過較長路徑回到跳線處，產(chǎn)生了徑回到跳線處，產(chǎn)生了RF回回路天線路天線圖圖 破損像平面上的印制線條破損像平面上的印制線條EMC theory and application鏡像平面上的過孔不會降低鏡像能力，只有產(chǎn)生連續(xù)鏡像平面上的過孔不會降低鏡像能力，只有產(chǎn)生連續(xù)孔縫的情況才會產(chǎn)生影響?？卓p的情況才會產(chǎn)生影響。過孔對過孔對PCB布線的其他性能參數(shù)還會產(chǎn)生影響，這布線的其他性能參數(shù)還會產(chǎn)生影響，這些參數(shù)包括：些參數(shù)包括：l降低了板間互電容，降低退耦效率；降低了板間互電容，降低退耦效率；

35、l阻礙阻礙RF回流電流在布線層或像平面之間跳層；回流電流在布線層或像平面之間跳層；l增加線條的電感和電容；增加線條的電感和電容；l能夠在傳輸線結(jié)構(gòu)中造成阻抗不連續(xù)能夠在傳輸線結(jié)構(gòu)中造成阻抗不連續(xù)EMC theory and application過孔線間無銅，為回流過孔線間無銅，為回流電流產(chǎn)生大回路面積電流產(chǎn)生大回路面積過孔線間有銅，回路面過孔線間有銅，回路面積減小積減小連接器芯的優(yōu)化設(shè)計，連接器芯的優(yōu)化設(shè)計，回路面積被減小回路面積被減小圖圖 有過孔的像平面上的回路面積有過孔的像平面上的回路面積EMC theory and application像平面上的切縫像平面上的切縫ICIC當多個通孔在

36、一條直線上時，在地平面上當多個通孔在一條直線上時，在地平面上產(chǎn)生縫隙使回流電流必須流過縫隙產(chǎn)生縫隙使回流電流必須流過縫隙如果必須使用通孔元件時，采用通孔如果必須使用通孔元件時，采用通孔（多孔擺放稀疏的優(yōu)化布線方法）（多孔擺放稀疏的優(yōu)化布線方法）信號信號線條線條RF回流路徑回流路徑回流電流在像平面中毗鄰信號線流動，由于像平面的不連續(xù)回流電流在像平面中毗鄰信號線流動，由于像平面的不連續(xù)性，性，RF回流電流不是緊鄰著信號層上信號線條的鏡像，地平回流電流不是緊鄰著信號層上信號線條的鏡像，地平面中的回流電流必須繞過通孔流動，這種多出來的回流路徑面中的回流電流必須繞過通孔流動，這種多出來的回流路徑長度產(chǎn)生

37、了環(huán)形天線效應(yīng)，在信號線與回流線間形成磁場長度產(chǎn)生了環(huán)形天線效應(yīng)，在信號線與回流線間形成磁場EMC theory and application一般情況下，由過大尺寸鉆孔或重疊鉆孔所造成的縫隙，對大多一般情況下，由過大尺寸鉆孔或重疊鉆孔所造成的縫隙，對大多數(shù)信號線條來講，不會引起數(shù)信號線條來講，不會引起RF問題。對于承載低問題。對于承載低RF能量的線條能量的線條或靜態(tài)信號線條，而不是時鐘線條或周期信號線條，都不會引起或靜態(tài)信號線條，而不是時鐘線條或周期信號線條，都不會引起RF問題。但是，對于高速、高危險性信號線條，就必須采用特問題。但是，對于高速、高危險性信號線條，就必須采用特殊的方法進行元件

38、過孔線間的布線，在印制線條必須跨越縫隙或殊的方法進行元件過孔線間的布線，在印制線條必須跨越縫隙或在在PCB裝配時必須分隔的情況，可按圖中表示的簡單技術(shù)進行，裝配時必須分隔的情況，可按圖中表示的簡單技術(shù)進行，該技術(shù)可保證該技術(shù)可保證RF電流獲得直接的回到發(fā)出源的回流路徑電流獲得直接的回到發(fā)出源的回流路徑信號線條信號線條RF電流回流路徑電流回流路徑地平面像平地平面像平面上的護溝面上的護溝或縫或縫l電容器能提供電容器能提供AC短路或短路或分路，允許分路，允許RF電流能跨越電流能跨越縫隙或護溝傳播。縫隙或護溝傳播。l這樣可使功能測試的性能這樣可使功能測試的性能改善改善20dB以上。以上。l必須選擇電容器以便在考必須選擇電容器以便在考慮元件線條信號自諧振頻慮元件線條信號自諧振頻率之內(nèi)獲得最佳性能率之內(nèi)獲得最佳性能EMC theory and applicationl一個與像平面有關(guān)的問題是集膚效應(yīng)。集膚效應(yīng)是一個與像平面有關(guān)的問題是集膚效應(yīng)。集膚效應(yīng)是說高頻電流是在材料的第一個集膚深度內(nèi)流動的。說高頻電流是在材料的第一個集膚深度內(nèi)流動的。大部分電流不能經(jīng)線條中心、導(dǎo)線中心或平面中心大部分電流不能經(jīng)線條中心、導(dǎo)線中心或平面中心流動而是在導(dǎo)電媒