PCB設計規範-20H原則

20H原則

在隨着系統速率的提高,高速數字信號產生的電磁干擾會向外界產生很強的電磁輻射,引起系統的電磁輻射嚴重超過EMC測試標準。其中多層板的板邊輻射就是比較常見的電磁輻射源,當非預期的電流達到接地層和電源層的邊緣時,便會發生邊緣輻射,簡而言之就是PCB板電源層與地層之間的電場是變化的,在板的邊緣會向外輻射電磁干擾,即所謂的邊緣效應的影響。

在PCB設計過程中,設計人員通常做法是將電源層內縮,使得電場只在接地層的範圍內傳導,理論表明:以一個H(電源和地之間的介質厚度,對於特性阻抗參數設計而言,通常爲H,)爲單位,若內縮20H,則可以將70%的電場限制在接地邊緣內,內縮100H則可以將98%的電場限制在內,如下圖所示:

在這裏插入圖片描述

爲實現20H原則,需要決定電源邊緣離其最近的地平面的物理距離,這個距離包括PCB基材的厚度,填充物的厚度以及PCB防火材料填充物的厚度等等。假設電源與地層的距離爲0.006in,則H爲20X0.006=0.12in,所以在設計時,需將電源層比地層縮進至少0.12in。

電源層最好緊鄰接地層且在地層的下面,單板電源是通訊系統中最主要的干擾源之一,電源層和地線層的阻抗越低,則相互耦合越大,有利於地線層對電源層干擾信號的吸收,接地層的面積大於電源層的面積,可以充分發揮地層的屏蔽作用,減小電源層對信號層的干擾,接地層的邊緣要求比電源層的邊緣至少大20H距離,信號層邊緣也需酌情縮進,縮進寬度越大越好。

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