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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>電磁兼容設計>多層通孔和分離平面的概念 EMI/EMC 講座(六)

多層通孔和分離平面的概念 EMI/EMC 講座(六)

2009-09-02 | rar | 544 | 次下載 | 5積分

資料介紹

在走線路徑上使用通孔(via),是任何高速傳輸技術極關切的課題,因為它會產(chǎn)生電磁干擾和串音。此外,在分離的平面之間,絕不能發(fā)生互相重迭(overlay),這是PCB 電路設計者最關心的問題之一。本文將介紹多層通孔、跳接、接地走線的概念及其之間關系,與各種分離平面的布線技巧,并說明可隔離電源和接電平面的鐵粉芯(ferrite)材質(zhì)之效能特性。多層通孔
當要將頻率(clock)訊號或高威脅性訊號由來源端繞線(routing)至負載端時,通常會
經(jīng)過走線(trace)到達一個繞線平面(routing plane),例如:X 軸,然后經(jīng)過相同的走線到達另一個平面----例如:Y 軸。而且假設每一個走線是與一個射頻回傳路徑(RF return path)緊鄰,則沿著全部的走線路徑,就可以與共模射頻電流(common-mode RF current)緊密耦合。不過,在實務上,這種假設只有一部份是正確的。
當一個訊號走線從一電路層跳至另一電路層時,射頻回傳電流應該沿著走線路徑流動。
當一個走線在兩個平面結(jié)構(gòu)之間,穿過一個PCB 時,通常會將它們視為電源平面和接地平面,或者說這兩個平面具有相同的電位,而回傳電流在這兩個平面之間共享。回傳電流唯一可以在這兩個平面之間跳接(jump),是在去耦合電容的位置上。如果這兩個平面具有相同的電位,例如:0V(參考電壓),則射頻回傳電流將會在連接兩平面的通孔處發(fā)生跳接,而此通孔是供給一個組件使用。
當從一個水平層跳接至一個垂直層,射頻回傳電流是無法完全如此跳接的。這是因為在
走線路徑上,有一個「不連續(xù)(discontinuity)」,那就是通孔。回傳電流現(xiàn)在必須尋找一個替代的低電感(阻抗)路徑,如此才能完成它的回路。這個替代路徑可能不在通孔旁邊,結(jié)果,在訊號走在線的射頻電流可能會耦合至其它電路中,并產(chǎn)生串音(crosstalk)和電磁干擾的問題。下列的設計技巧,能夠有效地減少因為電路層之間的跳接所產(chǎn)生的串音和電磁干擾問題:
1. 首先,只在一個繞線層對所有的頻率訊號和高威脅性訊號做繞線,也就是說:X 軸
和Y 軸回路都是在相同的平面上。PCB 電路設計者可能會放棄這個技巧,因為它幾
乎無法支持「自動繞線(autorouting)」。
2. 一個固定的射頻回傳路徑必須緊鄰繞線層。而且,不因為使用通孔或走線跳接到另
一個繞線平面,而造成回路不連續(xù)。
如果必須在水平和垂直的繞線平面之間,使用一個通孔來繞線,設計者必須在每一個通
孔位置使用接地通孔(率先將接地通孔應用到PCB 的人是W. Michael King),訊號軸是在這些位置上跳接的。接地通孔的電位永遠是0V
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