EMIEMC設(shè)計講座印刷電路板的EMI噪訊對策技巧

1、EMIEMC設(shè)計講座印刷電路板的EMI噪訊對策技巧測試條件如圖1所示測試場地為室內(nèi)3in半電波暗室，預(yù)定測試頻率范疇為30MHz1000MHz的電界強度，依此讀取峰值點(Peak Point)當(dāng)作測試數(shù)據(jù)(圖2)。電磁波吸收面必金屬地謝圖2測試模組外觀圖1測試環(huán)境Cfrf啤斗 t 琲圖3是被測基板A的外觀，該基板為影像處理系統(tǒng)用電路主機板，動作 頻率為27MHz與54MHz,電路基板內(nèi)建CPU、Sub CPU、FRASH,以及SDRAMX5、 影像數(shù)據(jù)/數(shù)字轉(zhuǎn)換處理單元.影像輸出入單元，此外被測基板符合VCCI規(guī)范 等級BJ的要求，測試上使用相同的電源基板(Board)與變壓器(Adapter

2、) oI T圈3被測基板舶外觀第一針對被測基板A進行下列電路設(shè)計變更作業(yè):圖4)。 CPU的頻率線(Clock Line)追加設(shè)置EMI噪訊計策用濾波器(Filter),與 頻率產(chǎn)生器(Clock Generator)(03CGNDCPU14追加EMI濾被器與 時脈產(chǎn)生器的方法sACNO5 mo卜cte ChoSe CoilT-iJQND齟 5 追加COmmS mode Choke Coi啲方法ICC二-BypdsCondenser Ferrite BeadscCMDrBypass圖6追加Ferrite Be湖s的方法圖7遇加Evoass Condenser的方法 影像輸出入單元追加設(shè)置Com

3、mon mode Choke Coil (DLffxxx系列)(圖5) 各IC電源輸入線的Bypass Condenser i電源之間，追加設(shè)置Ferrite Beads (圖 6)。vI北E申匚GHP 丄 JThhh 嚴H匹睦Ed追加設(shè)置Bypass Condenser,使各IC的所有電源腳架，全部從基板電源 層(Plane)通過 Bypass Condenser 提供電源(圖 7)。各種EMI噪訊計策a. EMI噪訊訃策用電容laitttP) LuutKPlMoe) 70604030iiiiHniffiiiinmmrjw訂訓(xùn)山HNivnm皿訓(xùn)訛Ml2010I FT 1 II I _ J_L

4、 1 1 111J3| SOB 731 1008200R 3O0R 5001 700B頻舸圖8測基板幽EMI測討結(jié)果接著進行EMI測試獲得圖8的測試結(jié)果，依照測試結(jié)果再進行噪訊抑制 設(shè)計作業(yè)，在此同時將設(shè)計變更的被測基板A的設(shè)計數(shù)據(jù)讀入EMI噪訊抑制支持 工具，并 針對支持工具指出的要緊部位，例如頻率線、Bus導(dǎo)線Via周H，分 散設(shè)置EMI噪訊i|策用電容（圖9）,要緊緣故是信號導(dǎo)線的return路徑假如太 長或是非連續(xù)狀態(tài)時，EMI噪訊有增大之虞，為了縮短Return路徑，因此設(shè)置 連接電源與接地的電容。o圖g分散EMI噪tn對策用電容的方法圖10圖13是改變上述電容容量時的EMI噪訊測試

5、結(jié)果，依照測試結(jié) 果顯示，依照圖14的頻率范疇設(shè)置的大容量EMI噪訊計策用電容DuF,能夠抑 制低頻噪訊LevelO盡管設(shè)置電容增加PCB的容量負載，只是為了要抑制噪訊, 設(shè)置在各部位的電容頻率特性，卻能夠發(fā)揮預(yù)期的EMI噪訊抑制成效。撫/卜創(chuàng)益SS3O-S- lahsrjITTTTrtoL_.、III1fl QLwtlV UtttVlMMt UtRdl)JCinniillHmRiiiiiniimi KvniiKiiiiinni i 拡萇 !vie制畑刪皿uiMmiiBfllHIIHHBiiiiniiiii iVMMmniinnEPi:*;： 誼 w u mni M曲MIHMI 1111 11

6、101 SOI 701 tool丄 I TTftHTxa an Tin ion ton moi somtoohooqi圖11使用EMI嗓訊對策用電容BoF的測試結(jié)果lmtn Liu-tev) Jktruc)LuutWMM) -tCOPUE)一J、JiILiLLIso70ion xxn $0017001 looor 頻聿ad圖w無師嗓訊對策用電容的測魅果10師iMIM 輕鯊創(chuàng)IHinH ufi 鴕股nnu3D30i l 7DI k0O8 . . ZOX 0V SWI 碩 IPXI頻踽8f20ID lUSOI 701 LOOSSOM頻7i tfloa圈13使用EMI噪訶對簾用逼容加啲測誠結(jié)果圖12

7、使用EMI噪訊對策用電容湎測試結(jié)果實際應(yīng)用時只要在頻率導(dǎo)線、Bus導(dǎo)線等高頻導(dǎo)線圖案(Pattern)鄰近、 形成CPU、Return路徑的內(nèi)層面(Plane)的分斷鄰近、形成噪訊出入口的基板側(cè) 面鄰近分散設(shè)置EMI噪訊計策用電容，就能夠排除該部位周邊的噪訊。對各式各樣基板外形.組件封裝、導(dǎo)線的PCB而言，只要以一定間隔設(shè) 置EMI噪訊i|策用電容，同樣能夠獲得分散性的噪訊抑制成效。b.改變基板的層結(jié)構(gòu)接著針對被測基板A進行層結(jié)構(gòu)改善，制作圖15所示6層Built up被 測基板B,它是利用Pad on ViaJ與靂射Via加工技術(shù)，將上述被測基板 A的外層信號線導(dǎo)線變成內(nèi)層，使Return電

8、流可能流入接地Plane,外層當(dāng)作接 地Plane包覆所有信號層。圖15被測戛板啲畑匕冊畤丁鋁妙iP電容器產(chǎn)生迴路償號流動方向t 貫穿“a:;信號導(dǎo)線 接地P加 mis導(dǎo)線lyW原iTRehimjfe 徑口 4厚 21I1曆更獨f元件導(dǎo)線圖16改變基板層結(jié)構(gòu)的方法改變被測基板結(jié)構(gòu)要緊理山是一樣4層基板的Return路徑，通常都設(shè)有 能夠通行電源Plane或是最短距離接地，因此在貫穿部位經(jīng)常造成Return路 徑 迂回咨詢題，假如信號導(dǎo)線包覆接地Plane,如此一來大部份的Return路徑會 流入接地Plane,進而解決Return路徑迂回的困擾，被測基板B確實是依照上 述構(gòu)想制成，因此Retu

9、rn路徑在PCB整體減少30%,同時縮減信號圖案與Return 路徑構(gòu)成的電流Loop距離，進而達成EMI噪訊抑制的U的。圖16是被 測基板 B的各層結(jié)構(gòu)圖。圖17是被測基板B的EMI噪訊測試結(jié)果，依照測試結(jié)果顯示包含利用外 層接地Plane的遮擋(Field)結(jié)構(gòu)，與回避Return路徑迂回的設(shè)i|確實 具有抑 制EMI噪訊的成效，只是實際上各式各樣的電路基板要作如此的層結(jié)構(gòu)變更，勢 必面臨制作成本暴增的困擾，專門是所有信號導(dǎo)線都將Return路徑列 入設(shè)i|考 慮的話，兒乎無法作業(yè)，因此Layout時期盡量幸免高頻信號導(dǎo)線透過Via作布 線，同時必需在該信號導(dǎo)線鄰近的層設(shè)置接地Plane,

10、藉此防止Return路徑迂 回或是分斷，接地Plane之間以復(fù)數(shù)Via連接，Return路徑利用復(fù)數(shù)Via作理想性的歸返。圖17測基板啲EHI測誠結(jié)果UutKP)*9畫1UaitWH-lfcBJM-LLutrn-i!W (； 1SOI *708 lOQB28B 30GB SOOR TOO! 10001頻卒nts)圖22墓板側(cè)I面鋪設(shè)Shi e 1 d的EM測試結(jié)泉實際制作PCB時在基板側(cè)面鋪設(shè)Shield,同樣會面臨成本上升的質(zhì)疑，類似圖23在基板側(cè)面鄰近設(shè)置接地Pbne與連續(xù)性貫穿Via的新結(jié)構(gòu)，除了但是解決成本咨詢題之外，還能夠有效抑制基板側(cè)面的EMI噪訊強度；圖24是結(jié)合以上各種EMI噪訊i|策的PCB測試結(jié)果。LMitfVI Limit(|MM8M SO 40 hIIIII t J iimWl ni nH I nnki iniHnmii血山川hdu耶11 , 1 50IMM；OOB 3MI 5MKiOUI頻率低)o708050:：0101IIkZRLTH1LiuKP) liulNH卜IM)-SSSSi圖24 EM嗓訶強度變彳匕301 SOI ?tn um zoon moi son tooi loooi 頻率iHx】結(jié)語綜合以上介紹的EMI噪訊i|策，分不如下所示:設(shè)置EMI噪訊