11. 如何控制 PCB RE 噪聲? 答:(1)選擇上升時間最低、最低 PWR 元件;(2)減小信號和回流線路面積;(3)采用接地面作為回路;(4)高速時鐘中采用保護線路,尤其在 CPU 有多個 O/P 時。因驅動電路的 PWR 很大,需在 O/P線路間使用保護線路,以免相互間產(chǎn)生噪聲干擾;(5)分離高速時鐘與 I/O布線,以免噪聲輻射相互干擾;(6)PCB 四周如有邊際輻射效應,可將線路內(nèi)移,或以接地面隔離。 12. 測試點拉得很遠,容易形成天線,對輻射有影響,建議測試點 PAD 尺寸可以盡量縮小,盡量放置在走線上面,地 PIN 可以不用測試 PAD,共用的電源 pin 腳可以只加一個測試 PAD。 13. 電源走線必須以短粗為準,如果電源走線相對比較長,這樣回路面積也比較大,輻射容易出問題,可以就近拉過去,或者用 0 歐電阻跨過去,建議工程師在設計布局時注意電源走線的距離盡量短,回路面積盡量小。 14. 一般處理 EMC 問題重點在于分析干擾三要素:干擾源頭、耦合路徑、敏感設備;對于輻射發(fā)射問題,我們只要找到、控制好源頭和路徑即可解決。任何的輻射問題,都是有發(fā)射天線和源頭的;一般明顯的“半道上”交叉走線都是很容易相互耦合,成為發(fā)射天線;在 PCB 走線上一定要遵守走順、不走叉線;走線能盡量短的、不要拉長;做到信號線各行其道。 15. 我們都知道 CPU 與 SDRAM 之間是靠數(shù)字換算方式實現(xiàn)功能,而且是高頻傳輸速率,如果布局走線比較長,容易受到其他信號線的串擾,使工作頻率的倍頻會形成對外輻射,導致 EMI 中的RE 測試不能通過,所以建議工程師在設計布局時注意將 CPU 與 SDRAM 盡量靠近,而且每走三到四根信號線包一根地線,并且并且地線每隔200mil 打過孔。如果有些線實在不能走近的話,就將一些關鍵的信號線走近吧,不能將SDRM放在背面,因為這樣會穿過電源層, 16. 對于120M的時鐘我們一般不建議增加磁珠,因為磁珠對時鐘基頻有衰減。我們建議為加33歐姆(或47歐姆)加5pf 電容濾波。對于時鐘加磁珠我們一般小于50M 可以加,即磁珠在時鐘基頻時阻抗小于50歐姆,比較合適。當然以上是否可以必須以最終所接受芯片的信號質(zhì)量以及時序,還要通過高低溫試驗來保證。 17.我們大多工業(yè)控制產(chǎn)品在設計中會采取光耦器件,主要目的是為了隔離高壓以及共模干擾。這樣可以抑制外部的高壓與射頻干擾。但在 PCB 設計過程中,我們有些工程師往往沒有考慮光耦器件的特點,在光耦器件下面鋪大面積地和走線,這樣做會導致光耦兩邊信號會耦合,即外部高頻信號通過光耦下面的走線或所鋪的地耦合到內(nèi)側,使得光耦隔離效果得不到保證。所以建議我們在 PCB 設計時,注意光耦、變壓器等隔離器件的正下方不要鋪地與走線。 18. 簡述靜電產(chǎn)生的原因。 A、摩擦生電:由兩種物質(zhì)之間相互作用產(chǎn)生,是其中一種材料表面原子由于摩擦使外層的電子形成游離化,摩擦后兩中物質(zhì)一個帶正電一個帶負電; B、電磁感應:由于強大的電磁場所產(chǎn)生的電磁效應,使兩種物質(zhì)間產(chǎn)生如同摩擦生電般的效果,一個帶正電荷一個帶負電荷的現(xiàn)象。 19. 簡述人體靜電效應。 人體所帶靜電電壓不超過(V)35KV,人體電容(C)約在 100-150pF。可計算人體所帶的電荷 Q=CV,當人體所帶的靜電電壓超過 35KV時,人體本身會形成電暈放電,所以人體靜電電壓大小應以 35KV作為標準。 20.為什么 PCB走線過長會有 EMI問題; 因為 PCB 線路長度過長,信號經(jīng)過銅皮進行傳輸時會有延時情形(Td)發(fā)生,此時與數(shù)字信號的上升沿進行比較(Tr) ,如果 2Td 大于 Tr就會有尖峰(pulse ring)現(xiàn)象,如果 2Td 小于Tr則無尖峰現(xiàn)象。 21. 關于包地改善 EMI的主要原因是:1)、包地后 CLK 的時鐘回流確定,大部分就走包的地走,這樣減少對其他信號干擾;2)、上述回流路徑確定,同時包的地與時鐘之間回流環(huán)路較小,這樣差模環(huán)路對外干擾就比較小,因為差模環(huán)路對外干擾與回路面積成正比,面積越小,干擾越小,同時抗干擾能力也提升。 22. 什么是地電平面反彈噪聲和回流噪聲 ? 在電路中有大的電流涌動時會引起地平面反彈噪聲(簡稱為地彈),如大量芯片的輸出同時開啟時,將有一個較大的瞬態(tài)電流在芯片與板的電源平面流過,芯片封裝與電源平面的電感和電阻會引發(fā)電源噪聲,這樣會在真正的地平面( 0V )上產(chǎn)生電壓的波動和變化,這個噪聲會影響其它元器件的動作。負載電容的增大、負載電阻的減小、地電感的增大、同時開關器件數(shù)目的增加均會導致地彈的增大。 由于地電平面(包括電源和地)分割,例如地層被分割為數(shù)字地、模擬地、屏蔽地等當數(shù)字信號走到模擬地線區(qū)域時,就會產(chǎn)生地平面回流噪聲。同樣電源層也可能會被分割為2.5V,3.3V,5V等。所以在多電壓 PCB 設計中,地電平面的反彈噪聲和回流噪聲需要特別關心 。 23. 什么是串擾 (crosstalk)? 串擾是兩條信號線之間的耦合,信號線之間的互感和互容引起線上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流,而感性耦合引發(fā)耦合電壓。 PCB 板層的參數(shù)、信號線間距、驅動端和接收端的電氣特性及線端接方式對串擾都有一定的影響。 24.PCB 設計中差分信號線中間可否加地線? 差分信號中間一般是不能加地線。因為差分信號的應用原理最重要的一點便是利用差分信號間相互耦合 (coupling) 所帶來的好處,如 flux cancellation ,抗噪聲 (noise immunity) 能力等。若在中間加地線,便會破壞耦合效應。 |
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