硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

在电子电路系统设计中EMC对于很多新手来说都快成为“玄学”了,主要原因是说起来简单,处理起来难。 简单说起来就是内外部干扰,处理起来难常常就是一团乱麻找不到问题点。无论是普通电路系统还是高速电路系统,我们对于EMC的处理都很有必要,那么今天来分享一篇文章学习几个要点,实际上遵循这几个原则,可以大大减小EMC出现问题的概率。

一、电源系统处理

一个原则:要有源和阻抗的概念,源需要最大限度达到IC然后由地最快返回。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

这是PDN系统的设计划分。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

开关电源的设计要点就在于开关电流回路的处理,回路要小!

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

对于覆铜处理:避免RF部分通过耦合干扰数字GND噪声数字电路异常,注意辐射区的耦合干扰问题。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

避免形成大的源环路,进行Plane层的桥接。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

Plane层的覆铜注意在边缘留间隙,减小边缘效应的影响。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

去耦电容就近放置,减小寄生电感,避免去耦失效。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

注意交流路径和直流路径的区别在于耦合。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

关于信号地和支架的接地处理,接地的目的是提供干扰的泄放路径,环路开口的目的是避免形成大环路天线,造成EMI干扰。

二、信号的考虑

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

高速信号的频谱如上图,我们的目的是把所有的能量都传输到接收端。

传输线的阻抗等效:

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

微带线的模型:

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

差分信号的耦合模型:

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

传输线的阻抗:

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

几种端接匹配:

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

三、布局

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

连线:

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

连线的原则就是本着最短距离和最小阻抗以减小过程干扰。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

眼图形成的原因是一系列数字信号的叠加效果,反应的是传输信号质量。

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

简单的3W原则。

晶振的布线特殊注意:

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

四、ESD问题

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

硬件开发者之路,EMC设计从电源,信号,布局,ESD等各方面要点

ESD问题非常常见,是造成芯片损坏的重要原因,尤其是在生产过程中,TVS是最佳防护器件。

小结:这里只是一篇简单的EMC设计说明文章,我觉得最重要的地方还是上面说的环路概念,对于普通应用而言处理好电源系统的设计基本就没有问题了,但是对于高速电路系统参照一些基本简单的原则也会减小出问题的概率,而且EMC设计需要充分的理解设计原理然后在实际中反复测试和验证,技无高低,唯手熟尔。

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在,都有一个你没有努力的曾经。