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解决EMI问题工程师须遵循的设计规则和方法

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为了解决EMI问题,设计工程师必须遵循一系列的设计规则和方法:

1. 在实际设计中建议使用实体地和电源层,避免电源和地被分割,这种分割可能导致复杂的电流回路。电流回路越大辐射也越大,所以必须避免任何信号,尤其是频率信号在分割地上布线。

2. 将频率驱动器布局在电路板中心位置而不是电路板周边。将频率驱动器放置在电路板周边会增加磁偶极矩(magnetic dipole moment)。

3. 为了进一步降低顶层频率信号线的EMI,最好是在频率线两侧平行布上地线。当然,最好将频率信号布在地层与电源层之间的内部信号层上。

4. 频率信号使用4mil到8mil的布线宽度,由于窄的信号线更容易增加高频信号衰减,并降低信号线之间的电容性耦合。

5. 由于直角布线会增加布线电容并增加阻抗的不连续性,从而导致信号劣化,所以应该尽量避免直角布线和T型布线。

6. 尽量满足阻抗匹配。绝大多数情况下,阻抗不匹配会引起反射,而且信号完整性也主要取决于阻抗匹配。

7. 频率信号布线不能平行走得太长,否则会产生串扰从而导致EMI增大。一个较好的办法是确保这些线之间的间距不小于线宽。

8. 在设计图形内存子系统时,必须确保频率线远离任何PC的I/O连接器,距离保持在至少2.5英寸以上。这些连接器包括并行端口、串行端口、键盘连接器和监视器连接器等。在I/O连接器周围设置地隔离沟的方式可以将共模辐射限制到最小。对于高频共模辐射的抑制,推荐使用具有合适阻抗特性的铁氧体组件,由于铁氧体的阻抗随频率而变化,在高频区域铁氧体的特征更接近一个电阻而不是电感,并且铁氧体的电阻损耗可用于消除辐射。

9. 对外部或内部频率源使用Vdd去耦电容可以降低EMI,去耦电容的布局对于降低频率源组件封装的发射来说非常重要,所有电容都应该布局在离Vdd管脚20mil的范围以内。去耦电容的值是根据电容的谐振频率来定,对于频率产生器较高的频率而言,100Pf左右的电容比较合适。

10. 缩短高频信号布线长度以及减小电流回路面积可有效抑制EMI。同时,在频率源上设置RC滤波器来控制上升和下降时间可降低EMI,因为较慢的上升和下降时间产生较低的发射频率。

11. 确保频率芯片的电源管脚紧邻地管脚可以使电源回路最小化。使电源和地管脚引线平行而且互相靠近,这样可以有效地降低EMI。

12. 当信号噪声源不能消除时,采用滤波器可以有效地实现噪音抑制。EMI滤波器以及铁氧体磁珠是最常用的滤波器,铁氧体磁珠通过增加电感来抑制高频分量。
 

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