• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    混合電路電磁兼容設計與實例

    2014-04-16 05:38:26中船重工第七一研究所
    電子世界 2014年7期
    關鍵詞:信號線數(shù)字電路布線

    中船重工第七一〇研究所 李 超 徐 博

    1.引言

    隨著計算機技術和微電子技術的發(fā)展,信號處理電路更多的是涵蓋了數(shù)字電路與模擬電路的混合電路。為了使高速數(shù)字電路能夠穩(wěn)定可靠的工作,在電路設計階段必須考慮電磁兼容的問題,即干擾源、干擾接受器以及二者之間的耦合路徑,尤其要注意電路內部走線引起的耦合干擾。本文主要對PCB的電磁兼容設計進行分析以及實例說明。

    2.PCB的電磁兼容設計

    PCB的電磁兼容性設計是解決電磁兼容性問題的一個重要措施。他可以使PCB板上的各部分電路相互間無干擾,都能正常工作;可以使PCB對外的傳導發(fā)射和輻射發(fā)射盡可能降低,達到要求標準;可以使外部傳導干擾和輻射干擾對印制板上的電路基本無影響。要滿足電磁兼容性要求,應遵循PCB設計中的一些基本原則和注意事項。下面,分別從布局、布線、電源和地、時鐘信號等方面來進行詳細說明。

    2.1 PCB的布局

    在器件布置方面,原則上應將相互有關的器件盡量靠近,將數(shù)字電路、模擬電路及電源電路分別放置,將高頻電路與低頻電路分開。PCB布局的一些基本原則如下:

    (1)對時鐘電路和高頻電路等主要干擾和輻射源應單獨安排,遠離敏感電路;

    (2)高頻元器件盡可能縮短連線,以減少分布參數(shù)和相互間的電磁干擾;

    (3)易受干擾元器件不能相互離得太近,輸入輸出盡量遠離;

    (4)元器件的位置應按電源電壓、數(shù)字及模擬電路、速度快慢、電流大小等進行分組;

    (5)接插件盡量擺放在PCB的一端,避免兩側引出I/O,減少共模輻射。

    (6)易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等應盡量遠離邏輯電路;

    (7)去耦電容和旁路電容盡量貼近對應的管腳擺放。

    (8)模擬信號輸入端遠離信號輸出端,保證信號輸入端的干凈

    (9)多級放大器行與行之間留有一定間隙,保證各路信號互不干擾,且級聯(lián)不交叉。

    2.2 PCB的布線

    在PCB布線中增強電磁兼容性不僅不會給產(chǎn)品帶來附加費用,而且會減少干擾和提高抗擾度。良好的布線習慣是經(jīng)濟有效的電磁兼容控制方法。PCB布線時一般先布時鐘線和敏感信號線,然后布高速信號線。在確保此類信號線的過孔數(shù)最少、布線達到要求之后,再進行其他的信號線的布線。布線的一些基本原則如下:

    (1)避免電路板導線的不連續(xù)性,線跡寬度不要突變、導線不拐直角,以減小高頻信號對外的發(fā)射和耦合。

    (2)不同頻率、不同電流大小、不同模塊的信號線應注意隔離,其信號走線要分隔開,不要平行,分布在不同層上的信號線走向應互相垂直,以減少線間電場和磁場耦合干擾。

    (3)高速信號線特別是時鐘信號的引線最易產(chǎn)生電磁輻射干擾。設計時走線應盡量靠近地線回路,以降低高頻輻射場的耦合。特別注意要避免跨越地分割。

    2.3 電源與地的電磁兼容設計

    模擬電源與數(shù)字電源、模擬地與數(shù)字地的隔離,在高速數(shù)字電路的PCB設計中至關重要。在高速混合信號處理的電路設計中,由于既有模擬電路,又有數(shù)字電路,所以應該具有既獨立又統(tǒng)一的模擬地與數(shù)字地。

    首先對電源輸出做相應的電磁兼容設計。

    (1)電源輸入端使用磁珠提高電源的抗干擾能力,還加入了大電容并聯(lián)小電容的組合,大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過。這樣就很好濾除了電源處引入的干擾,提高了電源的抗干擾能力。

    (2)芯片電源輸入端采用RC濾波設計,濾除電源端引入的噪聲源,提高電路抗干擾能力;對某些容易受到干擾的器件電源輸入可采用LC濾波設計。

    其次對地做相應的電磁兼容設計。PCB中包含既獨立又統(tǒng)一的模擬地與數(shù)字地。獨立是指為了使其電容耦合最小,兩者不能交迭;統(tǒng)一是指模擬地與數(shù)字地在PCB上僅在一點用電感或磁珠相連。

    同時還要保證地平面的完整性,地平面上盡量避免縫隙的產(chǎn)生。電流總是走阻抗最低的路徑,低頻的時候,信號走電阻最小的路徑,即直線距離。高頻的時候,信號走電感最好的路徑,即信號線正下方的底線。因為此時的環(huán)路面積最小,環(huán)路的電感與環(huán)路面積成正比。所以,在劃分地面時,最佳狀態(tài)是地面上沒有較大縫隙。

    2.4 時鐘信號的電磁兼容設計

    關于時鐘信號的電磁兼容處理,有以下注意事項:

    (1)不要采用菊花鏈結構傳送時鐘信號,而應采用星型結構,即所有的時鐘負載直接與時鐘功率驅動器相互連接。

    (2)所有連接晶振輸入/輸出端的走線盡量短,以減少噪聲干擾及分布電容對晶振的影響。

    (3)晶振電容地線應使用盡量寬而短的走線連接至器件上;離晶振最近的數(shù)字地引腳,應盡量減少過孔。

    2.5 PCB的其他電磁兼容設計

    在電路中大量使用高頻去耦電容與大量鉭電容。數(shù)字電路中,當邏輯門狀態(tài)變化時,會在電源上產(chǎn)生一個很大的尖峰電流,形成瞬間的噪聲電壓。這種情況普遍采用去耦電容,它為芯片提供了所需的電流,并且將電流變化局限在較小的范圍內,減小了輻射。芯片的去耦電容擺放時,應盡量貼近對應的濾波管腳,可以減少相應阻抗,這能夠很好地防止因輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。

    在某些易受到干擾的信號采用隔離設計。例如增益控制部分模擬信號差分轉換電路非常容易受到D/A數(shù)模轉換電路的干擾,則設計時在它們之間加入了隔離放大器ISO124,并配套使用DCP010505DBP供電。

    在模擬電路設計時整個中頻預處理單元進行覆銅加以屏蔽,給放大器單獨提供一組經(jīng)過多級濾波處理的模擬電源等等,通過一系列的電磁兼容設計,來使電路的電磁兼容滿足需求。

    3.PCB實物案例

    根據(jù)上述電磁兼容設計,最終繪制成PCB板及其成品如圖1、圖2、圖3所示:

    圖1 信號采集板

    圖2 信號接收板

    圖3 PCB制板

    4.PCB的電磁兼容設計驗證

    首先對FPGA之前的ADC采集電路進行電磁兼容設計驗證:在接收機前端輸入160kHz的正弦波,使用SignalTapⅡ監(jiān)測到的ADC通道輸出的數(shù)據(jù)波形如圖4所示,各通道波形為所輸入的正弦波,且無干擾,說明FPGA之前的ADC采集電路電磁兼容設計合格。

    圖4 ADC通道輸出的數(shù)據(jù)波形

    圖5 工控機端單通道接收數(shù)據(jù)

    然后對FPGA之后的數(shù)據(jù)上傳電路進行電磁兼容驗證:在FPGA內部構建數(shù)據(jù)源,用于產(chǎn)生順序遞增的測試數(shù)據(jù),通過PCI總線上傳至工控機保存。圖5為工控機端單通道接收數(shù)據(jù)圖,可以看出數(shù)據(jù)為順序遞增的,且無斷點,說明FPGA之后的數(shù)據(jù)上傳電路電磁兼容設計合格。

    5.結束語

    PCB板的設計要充分考慮電路系統(tǒng)的性能指標和電磁兼容性要求,應用以上原則和方法反復優(yōu)化設計,可提高產(chǎn)品的電磁兼容性能。在設計過程中,要針對具體問題采取相應的措施,但隨著PCB工藝的提高和電磁兼容學的深入發(fā)展,混合電路的電磁兼容性能也將有顯著的提高。

    [1]向紅權,蘇先海,王瑛.PCB設計中的電磁兼容性[J].現(xiàn)代電子技術,2006(6).

    [2]黃盛林,姜海勛.高速混合PCB板的電磁兼容性設計[J].兵工自動化,2005(4).

    [3]王芳.PCB電磁兼容設計原則及其實例分析[J].印制電路信息,2010(6)

    [4]陳窮,蔣全興,等.電磁兼容性工程設計手冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,1993(10).

    猜你喜歡
    信號線數(shù)字電路布線
    邁騰B8L 轎車燈光系統(tǒng)應急模式控制策略及開關監(jiān)測信號線作用研究
    汽車電器(2021年12期)2021-12-30 08:46:24
    三類矩形微屏蔽線主模截止波長特性的矢量有限元計算
    擺脫繁瑣布線,重定義家庭影院 Klipsch Reference Wireless 5.1
    基于數(shù)字電路的定時器的設計
    電子制作(2019年22期)2020-01-14 03:16:46
    MATLAB在數(shù)字電路教學中的應用
    電子測試(2018年23期)2018-12-29 11:11:48
    面向目標的主動繞障PCB布線算法
    電子測試(2018年22期)2018-12-19 05:12:14
    電子布線系統(tǒng)在工程中的應用
    基于數(shù)字電路的密碼鎖設計與實現(xiàn)
    聊聊蓄電池的那點事兒小小信號線也能讓蓄電池虧電
    數(shù)字電路實驗的設計分析
    電子制作(2017年1期)2017-05-17 03:54:28
    丹东市| 静安区| 正蓝旗| 江安县| 九龙城区| 遵义县| 攀枝花市| 新乡市| 中牟县| 斗六市| 含山县| 军事| 襄汾县| 东乡| 阿城市| 景德镇市| 广东省| 衡阳市| 班戈县| 镇康县| 天长市| 南召县| 龙口市| 武鸣县| 基隆市| 鸡东县| 武冈市| 博湖县| 尚志市| 古丈县| 龙陵县| 平昌县| 乐昌市| 镇康县| 赞皇县| 资源县| 白城市| 海淀区| 辽阳县| 炎陵县| 体育|