EMC学习笔记(二十三)降低EMI的PCB设计指南(三)

双层板电源分配

  • 1.单点与多点分布
  • 2.星型分布
  • 3.创建网格平面
  • 4.旁路和磁珠
  • 5.将噪声保持在芯片附近

tips:资料主要来自网络,仅供学习使用。

1.单点与多点分布

在一个真正的单点配电系统中,每个有源元件都有自己独立的电源和地,这些迹线将保持独立,直到它们在一个单一的参考点相遇。在多点系统中,连接是以菊花链的方式进行的,因此有多个0-V参考点。很明显,多点系统具有公共阻抗耦合的潜力。虽然实现一个单点系统可能是不可能的,但是对于产生射频的设备来说,单点和多点的组合可以减少噪声。最好的方案可能有一个单一的点,将稳压器接地,微机接地,电池负极,机箱或屏蔽(见图)。

在这里插入图片描述

2.星型分布

星型分布很像单点。它看起来像所有的点参考相同的固定点,这是位于中心,由大约相同长度的痕迹。另外相同参考点可以经由大的单个迹线附接到其不位于中心的源。因此,单点的主要区别是:

星型分布的单一参考点可以是一条更长的轨迹,而不是一个点单独的迹线开始的点靠近板的中心,每个迹线都有自己的方向,其结果迹线长度等于所有其他迹线的长度。

星型分布最好应用于高速计算机板上的系统时钟之类的东西。信号从边缘连接器发出,并继续到电路板的中心,然后在那里分裂并前往需要它的每个地方。因为它实际上是从电路板的中心发出的,所以信号从电路板的一个区域到另一个区域的延迟是最小的。

在这里插入图片描述

3.创建网格平面

网格化是双层板最关键的设计技术。很像一个电力公用电网,网格化是一个网络之间的正交连接的痕迹进行地面它有效地创建了一个接地平面,提供了与四层电路板相同的降噪效果。
有两个目的:

通过在每个信号迹线下提供接地回路来模拟四层板的接地平面;
降低微处理器和电源之间的阻抗;

网格化是通过扩展任何接地迹线和使用接地填充图案来创建跨PCB的接地连接网络来完成的。

例如PCB上的大多数走线都是垂直的,而大多数走线都是水平的(见图7)。这已经不利于返回直接在信号下运行。首先,扩展每个接地线以尽可能多地填满空PCB空间。然后,所有剩余的空间都被地面填满。在顶面迹线与底面迹线交叉的地方放置通孔。然后对地面填充模式执行相同操作。如果地面填充图案两端都与地面相连,则它们对网格的贡献会更大。仅连接在一个点上的接地填充图案几何结构只是接地屏蔽,但如果连接在两个或多个点上,它就成为导体,因此成为电网中的贡献者。

网格尽可能地在两层板上。寻找布局中的小变化将允许在网格中建立另一个连接的地方。
使用尽可能多的通孔,可以物理适合。
线条不必是正交的,也不必是相同宽度的。

在这里插入图片描述

仅对地面进行网格化以实现接地平面的效果的示例如图所示。请注意,为了实现这一点所做的更改是很小的,这表明了一个小的改变可以有很大的改善。

在这里插入图片描述

在图中的示例中,A和B分别表示一个简单的双层板的顶边和底边。+V网络的走线和所有互连线已被删除,只留下地面填充和地线,以及前后之间的过孔。图8C是电路板接地布线的简单棒图。每个棒或腿代表接地导体的路径,就好像导体被缩小到最小宽度的迹线。顶部迹线由虚线表示,底部迹线由实线表示。在这张图中很容易看出,大多数的痕迹都是死胡同。大多数迹线仅在一端连接。在图8D中,大部分单端迹线已被移除。其结果是一个稀疏连接的图案,代表了整个电路板上的接地是如何布线的。不包括图8D中的点W、x、Y和Z,在布线上的任意两个点之间只有一条路径。

在图8E、8F、8G和8H中,设计被稍微修改,以实现网格化地面。在图8E和8F中,添加了一些以纯黑色显示的迹线,并稍微移动了一些几何图形(如箭头所示),从而创建了一个广泛的互连网络,从而创建了所需的网格。如
图8G中的接地棒图所示。关闭安装孔周围的间隙也有助于网络。不再是只在一端连接整个轨迹。 现在,它们在两端连接起来,形成一个更完整的导体。图8H显示了网格的密度,与图8D的开放性形成对比。另外,请注意,在图8H中,没有丢弃任何迹线,因为它们只在一端连接。只有一个迹线有此问题,并且它是已在其他三个位置连接的几何图形的一部分。这个相互连接的网络是网格化地面的目标。其结果几乎与实际的地平面一样有效。

4.旁路和磁珠

在处理器上,+V和地之间的旁路是至关重要的,因为其目的是让电容提供用于开关设备的电流。如果在旁路回路中由于电感过大而无法获得电流,则物理定律认为电流应该达到最低阻抗,这是由连接电源的导线产生的。功率路由的分布电容成为较高频率的来源。这样,铁氧体磁珠就阻断了电源线的射频电流,迫使微处理器利用铁氧体磁珠内部的电流。

在这里插入图片描述

最重要的是要认识到,并且永远记住,电源布线的目的只是为了补充旁路电容器中的电荷,而旁路电容器应该提供振荡器频率或以上的所有电流。使用以下措施可以实现射频远离功率分布布线(见图)

使用α铁氧体磁珠或0.1μF、0.01μF电容)。在铁氧体磁珠外放一个1000 pF的电容器,创建一个pi滤波器。这个电容器的接地应该是微接地。然而,如果在这一点上有很多噪声,电容器可以将这些噪声耦合回+V线;

铁氧体磁珠只能在+V上使用,不能在地面上使用。如果使用通孔铁氧体磁珠,则安装时外露引线连接到+V;

对旁路回路中的迹线应用3:1的长宽比规则,以最小化高频路径中的阻抗。
使旁路循环的面积和长度尽可能小。当为振荡器或+V电源连接旁路电容器时,尽量延长微处理器接地,而不要进行跟踪;

尝试运行任何跟踪回(或下)循环的任何其他部分,以减少辐射面积时,从董事会的顶部看;

在四层板上使用铁氧体磁珠和相同的旁路值是可以接受的,也是有益的;

在四层板上可能不需要1000pF的电容,但在最初的设计中应该画出来,如果屏幕室测试表明它是不需要的,那么稍后就删除它;

在这里插入图片描述

5.将噪声保持在芯片附近

以下内容适用于用于简单数字I/0的引脚,而不适用于用于内存扩展总线的引脚。这里的目标不是减少开关切换的噪声,而是当引脚是静态时,减弱时钟信号的噪声。

在这里插入图片描述

引脚上的噪声通过许多路径耦合到设备内部,可以随着引脚功能的变化而变化。例如,键盘扫描中的输入引脚具有来自衬底和电源轨的电容耦合噪声。而且,它可以是高阻抗,任何环境场有效地耦当按下按键时,引脚有一组新的噪声源,因为信号线的阻抗发生了变化。因此,很难有效地制台。定一个包含所有可能性的矩阵;因此,建议如下:

在每个输出引脚上串联一个50-100R电阻,在每个输入引脚上串联一个35 -50R电阻。如果系统设计需要更高的串联电阻,则使用该值。更高的电阻是更好的输出,但通常不会改善输入的特性。将电阻器尽可能靠近微处理器,如果可能的话,与微处理器接地重叠。

如果信号线所需的边沿速率不快于100 ns,则使用1000 pF电容器将微计算机上的任何引脚旁路到地。在输出和引脚,该系统用于输入和输出,地为电容器应微机地。电容器的另一端应连接到串联电阻的接收端,而不是微机端。将电容器放在电阻器内部会使微型计算机看到的负载在切换时看起来像短路,这是不可取的。 如果必须在增加电容器和放置串联电阻之间进行权衡,由于空间限制,只放置电阻器即可。

在引脚只用于输入,放置电容器内,在微机一侧,电阻器,以减少回路面积。然后,在引脚上的微型计算机中产生的高频通过电容比通过电阻看到更少的对地阻抗。

复位和中断是特殊的功能,因此必须注意不要减少功能。

不适用于任何上述补救措施振荡器引脚。如果振荡器组件之间的适当间距和保持其他不相关的组件和迹线,不应需要振荡器信号调理。未使用的引脚应配置为输入,并直接连接到微机接地。建议启用看门狗以纠正不太可能发生的事件,其中设备受到干扰,失去其程序计数器,并执行代码,使输入成为具有高电平的输出。

这些规则占用了空间并添加了器件,因此在生产中没有得到很好的接受。目标是在所有I/0引脚上实现所有规则但是如果这是不可能的,那么对最不可能引起噪音的候选人进行排序,删除这些规则的应用。

在这里插入图片描述

从最需要到最不需要滤波的优先级有:

离开外壳的信号;

信号离开PCB到外壳内的其他电路板;

信号停留在具有高阻抗负载的PCB上(即驱动另一个MOS输入或开路);

并行I/0端口的引脚设计用于支持高速数据传输,例如,在微型计算机和外部存储器之间,需要对剩余的I/0引脚进行滤波,因为它们的上升和下降时间更快。当设计完成并制造出第一个原型时,在屏幕室中用一到两个小时,一次移除一个滤波元件,以确定哪些是需要的,哪些是不需要的,以获得所需的EMI水平。

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/381622.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

ChatGPT高效提问—prompt常见用法(续篇八)

ChatGPT高效提问—prompt常见用法(续篇八) 1.1 对抗 ​ 对抗是一个重要主题,深入探讨了大型语言模型(LLM)的安全风险。它不仅反映了人们对LLM可能出现的风险和安全问题的理解,而且能够帮助我们识别这些潜在的风险,并通过切实可行的技术手段来规避。 ​ 截至目前,网络…

DVWA-old (老版本)csrf

csrf lowmedium low 打开burp抓包,发现是get请求,尝试在burp中修改密码,发下可以直接修改成功 根据url地址栏中的信息构造链接 ,将此链接放在.html为后缀的文件并将此文件放在本地www目录下,在保持登陆状态点击此链接…

【维生素C语言】附录:strlen 函数详解

写在前面:本篇将专门为 strlen 函数进行讲解,总结了模拟实现 strlen 函数的三种方法,并对其进行详细的解析。手写库函数是较为常见的面试题,希望通过本篇博客能够加深大家对 strlen 的理解。 0x00 strlen函数介绍 【百度百科】str…

如何将 Hexo 部署到 GitHub Pages

引言 在数字时代,拥有个人博客是展示自己想法、分享知识和技能的绝佳方式。Hexo 是一个基于 Node.js 的静态博客生成器,它结合了简洁性和功能性,让我们可以轻松地建立并维护一个博客。而 GitHub Pages 提供了一个免费的平台来托管这些静态网站…

4核8G服务器性能怎么样?4核8G12M配置能支持多少人同时访问?

4核8G服务器性能怎么样?4核8G12M配置能支持多少人同时访问?腾讯云轻量4核8G12M轻量应用服务器支持多少人同时在线?通用型-4核8G-180G-2000G,2000GB月流量,系统盘为180GB SSD盘,12M公网带宽,下载速度峰值为…

CSP-202112-2-序列查询新解

CSP-202112-2-序列查询新解 【70分思路】 【暴力枚举】按照题目思路遍历一遍f(x)和g(x)&#xff0c;计算error(A)&#xff0c;时间复杂度为O(N)&#xff0c;时间超限。 #include <iostream> using namespace std; int main() {long long n, N, sum 0;cin >> n …

MNIST数据集介绍及基于Pytorch下载数据集

MNIST数据集介绍及基于Pytorch下载数据集 &#x1f335;文章目录&#x1f335; &#x1f333;引言&#x1f333;&#x1f333;MNIST数据集介绍&#x1f333;&#x1f333;基于Pytorch下载MNIST数据集并可视化&#x1f333;&#x1f333;使用MNIST数据集进行图像分类任务&#x…

Linux操作系统基础(六):Linux常见命令(一)

文章目录 Linux常见命令 一、命令结构 二、ls命令 三、cd命令 四、mkdir命令 五、touch命令 六、rm命令 七、cp命令 八、mv命令 九、cat命令 十、more命令 Linux常见命令 一、命令结构 command [-options] [parameter]说明: command : 命令名, 相应功能的英文单词…

零基础学python之高级编程(1)---面向对象编程及其类的创建

面向对象编程及其类的创建 文章目录 面向对象编程及其类的创建前言一、面向过程编程和面向对象编程的概念1.面向过程编程(Procedural Programming)2.面向对象编程(Object-Oriented Programming&#xff0c;OOP) 二、面向对象编程基础1.初识类(class)和对象调用方法 2.类中的两种…

如何快速搭建springboot项目(新手入门)

一、创建项目 1.1、创建项目 1.2、配置编码 1.3、取消无用提示 1.4、取消无用参数提示 二、添加POM父依赖 <!-- 两种方式添加父依赖或者import方式 --> <parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-p…

Java强训day17(选择题编程题)

选择题 编程题 题目1 import java.util.Scanner;public class Main { public static void main(String[] args) {Scanner sc new Scanner(System.in);char[] c1 sc.nextLine().toCharArray();char[] c2 sc.next().toCharArray();//取c2[0]if(c2[0]>A && c2[…

在windows server2016部署域控服务器DC

1.正常配置vmware虚拟机基础环境 2.启动虚拟机&#xff0c;会先到efi network&#xff0c;等待几分钟 3.进入boot manager&#xff0c;选择启动方式&#xff0c;记得提示CD启动的时候需要按回车&#xff0c;不然又会回到这个界面 4.选择安装版本为桌面版&#xff08;开始直接…

Web后端开发:事务与AOP

事务管理 在学习数据库时&#xff0c;讲到&#xff1a;事务是一组操作的集合&#xff0c;它是一个不可分割的工作单位。事务会把所有的操作作为一个整体&#xff0c;一起向数据库提交或者是撤销操作请求&#xff0c;要么同时成功&#xff0c;要么同时失败。 事务的操作主要有三…

2024牛客寒假算法基础集训营3

前言 感觉有些题是有难度&#xff0c;但是是我花时间想能想的出来的题目&#xff0c;总体来说做的很爽&#xff0c;题目也不错。个人总结了几个做题技巧&#xff0c;也算是提醒自己。 1.多分类讨论 2.从特殊到一般&#xff0c;便于找规律。例如有一组数&#xff0c;有奇数和…

Java串口通信技术探究2:RXTX库单例测试及应用

目录 一、创建串口工具类二、串口工具测试三、运行时会遇到的错误JVM崩溃无法找到指定的类 本文主要介绍了Java串口通信技术探究&#xff0c;重点分析了RXTX库单例测试以及串口工具的使用。通过实例演示了如何使用SerialPortTool类进行串口操作&#xff0c;包括打开串口、关闭串…

Unity入门学习

目录 Unity环境搭建Unity引擎是什么软件下载和安装工程文件夹 Unity界面基础Scene场景和Hierarchy层级窗口Game游戏和Project工程Inspector和Console工具栏和父子关系 Unity工作原理反射机制和游戏场景预设体和资源包的导入导出 Unity脚本基础脚本基本规则生命周期函数Inspecto…

Codeforces Round 886 (Div. 4)补题

To My Critics&#xff08;Problem - A - Codeforces&#xff09; 题目大意&#xff1a;现有一个三位数&#xff0c;问能否从中抽取两个数使得和大于等于10. 思路&#xff1a;排个序&#xff0c;取大的两个即可。 #include<bits/stdc.h> using namespace std; int mai…

编译环境搭建及基础实验

1.VS code安装 Linux 版本安装 把资料盘里的安装包.deb拷贝到Ubuntu中&#xff0c; 使用如下命令安装&#xff1a; 软件图标都在目录/usr/share/applications 中&#xff0c;如图路径 复制到桌面中 Visual Studio Code 插件的安装 我们需要按照的插件有下面几个&#xff1a;…

CSS高级技巧

一、 精灵图 1.1 为什么需要精灵图&#xff1f; 1.2 精灵图&#xff08;sprites&#xff09;的使用 二、 字体图标 2.1 字体图标的产生 2.2 字体图标的优点 2.3 字体图标的下载 icomoom字库 http://icomoon.io 阿里iconfont字库 http://www.iconfont.cn/ 2.4 字体图标的引用…

深度学习的进展及其在各领域的应用

深度学习&#xff0c;作为人工智能的核心分支&#xff0c;近年来在全球范围内引起了广泛的关注和研究。它通过模拟人脑的学习机制&#xff0c;构建复杂的神经网络结构&#xff0c;从大量数据中学习并提取有用的特征表示&#xff0c;进而解决各种复杂的模式识别问题。 一、深度…