目录
1 产品设计原则:性价比为第一要素
2 布局设计要点
3 布线设计要点
4 完整地平面不是最优方案
1 产品设计原则:性价比为第一要素
PCB在电磁兼容设计中通常是要求有完整的地和电源平面。但多层价格让对价格敏感的产品望而却步,只能采用单面板或着双面板。如下是某PCB订制系统平台,同样尺寸大小,数量的4层板样板价格是2层板样板价格的5倍。
对于单、双面板这种PCB层叠设计,基本没有实体参考平面,并且所有信号和电源,以及电源的返回均通过走线的方式进行布置。这种PCB设计对设计人员的要求反而更高。虽然采用单双面板的
2 布局设计要点
PCB布局之前先将产品电路中的干扰源以及相关电路弄清楚。采用单、双面板的产品内常见干扰源有开关电源电路(包括AC-DC电源,DC-DC电源),时钟电路和无线发射电路等。应采用模块式布局,并且这些电路尽量与其它电路远离,减少板级传导和空间辐射让干扰对外传输。
另外EMC相关的PCB布局设计规则都适用于单双面板,比如:
滤波电路要布直线,并在靠近接口位置;
滤波电容靠近芯片放置;
吸收电路靠近半导体器件,并且环路越小越好。等等。
3 布线设计要点
布线终极原则:最小信号环路面积。如下图所示。
另网上有流传的电源和地网格设计法,该方法使用性不强。有那么大的空间来布出完整的网格线路,多出来的钱完全可以采用4层板,反而更有完整的地和电源平面。
4 完整地平面不是最优方案
在信号完整性分析里常常将底层的地平面或0V参考面作为信号的最小回流路径。而对于双面板的PCB设计,需要根据实际情况来分析。
例如下图左部分所示中RF信号线的线宽走线通常为0.2mm(约10mil),双面板PCB的厚度非特殊要求默认为1.6mm。那么返回平面与信号线之间的空间距离达到8W,这样一来较完整的返回平面便不最优磁通量消除方法了。最好的双面板设计方法是将电路板看作两个单面板,可应用于单面板设计的设计规格和技术,对PCB的顶层与底层进行布线。
这时可以采用如下图右所示方案,在信号线旁边布置一根地线,或将信号线采用包地设计满足3W原则方法。这种设计方法可以约束70%以上的磁力线,削弱对外的辐射量。
因此对于双面板在布线空间足够的情况下,干扰信号线应采用包地处理。
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