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                                                  太阳城官网_DSP高速体系的电路板级电磁兼容性计划
                                                  作者:太阳城官网 浏览:8133  发布日期:2018-07-22

                                                    印制线路板(PCB)提供电路元件和器件之间的电气毗连,是各类电子装备最根基的构成部门,它的机能直接相关到电子装备质量的优劣。跟着电子技能的成长,各类电子产物常常在一路事变,它们之间的滋扰越来越严峻,以是电磁兼容题目成为一个电子体系可否正常事变的要害。同样,跟着PCB的密度越来越高,PCB计划的优劣对电路的滋扰及抗滋扰手段影响很大。要使电子电路得到最佳机能,除了元器件的选择和电路计划之外,精采的PCB布线在电磁兼容性中也是一个很是重要的身分。

                                                    跟着高速DSP技能的普及应用,响应的高速DSP的PCB计划就显得异常重要。因为DSP是一个相等伟大、种类繁多并有很多分体系的数、模殽杂体系,以是来自外部的电磁辐射以及内部元器件之间、分体系之间和各传输通道间的串扰对DSP及其数据信息所发生的滋扰,已严峻地威胁着其事变的不变性、靠得住性和安详性。据统计,滋扰引起的DSP事情占其总事情的90%阁下。因此计一律个不变、靠得住的DSP体系,电磁兼容和抗滋扰至关重要。

                                                    1 DSP的电磁滋扰情形

                                                    电磁滋扰的根基模子由电磁滋扰源、耦合路径和吸取机3部门构成,如图1所示。

                                                    

                                                  DSP高速系统的电路板级电磁兼容性打算

                                                    电磁滋扰源包括微处理赏罚器、微节制器、静电放电、瞬时功率执行元件等。跟着大量高速半导体器件的应用,其边缘跳变速度很是快,,这种电路可以发生高达300 MHz的谐波滋扰。耦合路径可以分为空间辐射电磁波和导线传导的电压与电流。噪声被耦合到电路中的最简朴方法是通过导体的转达,譬喻,有一条导线在一个有噪声的情形中颠末,这条导线通过感到吸取这个噪声而且将其转达到电路的其他部门,全部的电子电路都可以吸取传送的电磁滋扰。譬喻,在数字电路中,临界信号最轻易受到电磁滋扰的影响;模仿的初级放大器、节制电路和电源调解电路也轻易受到噪声的影响。

                                                    2 DSP电路板的布线和计划

                                                    精采的电路板布线在电磁兼容性中是一个很是重要的身分,一个拙劣的电路板布线和计划会发生许多电磁兼容题目,纵然加上滤波器和其他元器件也不能办理这些题目。

                                                    正确的电路布线和计划应该到达如下3点要求:

                                                    (1)电路板上的各部门电路之间存在滋扰,电路仍能正常事变;

                                                    (2)电路板对外的传导发射和辐射发射尽也许低,到达有关尺度要求;

                                                    (3)外部的传导滋扰和辐射滋扰对电路板上的电路没有影响。

                                                    2.1 元器件的部署

                                                    (1)元器件部署的主要题目是对元器件举办分组。元器件的分组原则有:按电压差异分;按数字电路和模仿电路分;按高速和低速信号分和按电流巨细分。一样平常环境下都凭证电压差异分或按数字电路与模仿电路分。

                                                    (2)全部的毗连器都放在电路板的一侧,只管停止从两侧引出电缆。

                                                    (3)停止让高速信号线接近毗连器。

                                                    (4)在元器件布置时应思量尽也许收缩高速信号线,如时钟线、数据线和地点线等。

                                                    2.2 地线和电源线的部署

                                                    地线部署的最终目标是为了最小化接地阻抗,以此减小从电路返回到电源之间的接地回路电势,即减小电路从源端到目标端线路和地层形成的环路面积。凡是增进环路面积是因为地层隔缝引起的。假如地层上有误差,高速信号线的回流线就被迫要绕过隔缝,从而增大了高频环路的面积,如图2所示。

                                                    

                                                  DSP高速系统的电路板级电磁兼容性打算

                                                    图2中高速线与芯片之间举办信号传输。图2(a)中没有地层隔缝,按照“电流老是走阻抗最小的途径”,此时环路面积最小。图2(b)中,有地层隔缝,此时地环路面积增大,这样就发生如下效果:

                                                    (1)增大向空间的辐射滋扰,同时易受空间磁场的影响;

                                                    (2)加大与板上其他电路发生磁场耦合的也许性;

                                                    (3)因为环路电感加大,通过高速线输出的信号轻易发生振荡;

                                                    (4)环路电感上的高频压降组成共模辐射源,并通过外接电缆发生共模辐射。

                                                    凡是地层上的隔缝不是在分地时、故意识地加上的,偶然隔缝是由于板上的过孔过于靠近而发生的,因此在PCB计划中应只管停止该种环境产生。

                                                    电源线的部署要和地线团结起来思量,以便组成特征阻抗尽也许小的供电线路。为了减小供电用线的特征阻抗,电源线和地线应该尽也许的粗,而且彼此接近,使供电回路面积减到最小,并且差异的供电环路不要彼此重叠。在集成芯片的电源脚和地脚之间要加高频去耦电容,容量为O.01~O.1μF,并且为了进一步进步电源的去耦滤波的低频特征,在电源引入端要加上1个高频去耦电容和1个1~10μF的低频滤波电容。

                                                    在多层电路板中,电源层和地层要安排在相邻的层中,从而在整个电路板上发生一个大的PCB电容消除噪声。速率最快的要害信号和集成芯片该当布放在邻近地层一边,非要害信号则布放在接近电源层一边。由于地层自己就是用来接收和消除噪声的,其自己险些是没有噪声的。

                                                    2.3 信号线的部署

                                                    不相容的信号线之间能发生耦合滋扰,以是在信号线的部署上要把它们断绝,断绝时采纳的法子有:

                                                    (1)不相容信号线应彼此阔别,不要平行,漫衍在差异层上的信号线走向应彼此垂直,这样可以镌汰线间的电场和磁场耦合滋扰;

                                                    (2)高速信号线出格是时钟线要尽也许的短,须要时可在高速信号线双方加断绝地线;

                                                    (3)信号线的部署最好按照信号流向次序布置,一个电路的输入信号线不要再折回输入信号线地区,由于输入线与输出线凡是是不相容的。

                                                    当高速数字信号的传输延时时刻Td>Tr(Tr为信号的脉冲上升时刻)时,应思量阻抗匹配题目。由于错误的终端阻抗匹配将会引起信号反馈和阻尼振荡。凡是线路终端阻抗匹配的要领有串联源端接法、并联端接法、RC端接法、Thevenin端接法4种。

                                                    (1)串联源端接法

                                                    图3为串联源端接电路。

                                                    

                                                  DSP高速系统的电路板级电磁兼容性打算

                                                    源端阻抗Zs和漫衍在传输线上的阻抗Zo之间,加上源端接电阻Rs,用来完成阻抗匹配,Rs还能接收负载的反馈。这里的Rs必需离源端尽也许的近,理论上应为Rs=Zo-Zs中的实数值。一样平常Rs取15~75Ω。

                                                    (2)并联端接法

                                                    图4为并联端接电路。附加1个并联端电阻Rp,这样Rp与ZL并联后就与Zo相匹配。这个要领必要源驱动电路来驱动一个较高的电流,能耗很高,以是在功耗小的体系中不合用。

                                                    

                                                  DSP高速系统的电路板级电磁兼容性打算

                                                    (3)RC端接法

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