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在PCB板边走高频高速信号线的注意事项

我们经常在教科书或者原厂的PCBDesign Guide里看到一些关于高频高速信号的设计原则,其中就

咱们常常在教科书或许原厂的PCB Design Guide里看到一些关于高频高速信号的规划准则,其中就包含在PCB电路板的边际不要走高速信号线,而关于板载PCB天线的规划来说,又主张天线要尽量接近板边放置。这是什么科学道理?

咱们在初中阶段就现已知道,安培右手定则中导线电流沿着拇指的方向传达,则导线上会发生对应的磁场,磁场的方向与右手手指握拳的方向共同,而导体中的带电电荷会发生电场,电场和磁场为一对好基友,统称为电磁场。

依照麦克斯韦电磁场理论,改变的电场在其周围空间要发生改变的磁场,而改变的磁场又要发生改变的电场。这样,改变的电场和改变的磁场之间彼此依赖,彼此激起,替换发生, 并以必定速度由近及远地在空间传达出去,这便是电磁辐射。这便发生了两个截然相反的影响:好的方面,一切的RF通讯、无线互联、感应使用都获益于电磁辐射的优点;而有害的方面则是,电磁辐射导致了串扰和电磁兼容性等方面的问题。

当电磁波频率较低时,首要籍由有形的导电体才干传递;当频率逐步进步时,电磁波就会外溢到导体之外,不需求介质也能向外传递能量,这便是一种辐射。在低频的电振动中, 磁电之间的彼此改变比较缓慢,其能量简直悉数反回原电路而没有能量辐射出去。但是,在高频率的电振动中,磁电互变甚快,能量不可能反回原振动电路,所以电能、磁能跟着电场与磁场的周期改变以电磁波的方式向空间传达出去。

依据以上的理论,每一段流过高频电流的导线都会有电磁辐射,辐射强度与频率成正比。PCB上有的导线用作信号传输,如DDR 时钟信号,LVDS差分信号传输线等,就不期望有太多的电磁辐射损耗能量并且对体系中的其他电路形成搅扰;而有的导线用作天线,如PCB天线,就期望能尽可能地将能量转化为电磁波发射出去。

关于PCB上的高速信号传输线而言(如:DDR时钟信号,HDMI LVDS 高速差分传输线),咱们总是期望尽量下降其信号传输时发生的辐射,下降信号传输线发生的电磁辐射的办法有砖家总结出了一些规划准则,如要下降信号传输线的EMI,则尽量使得该信号传输线与其构成信号回流途径的参阅平面的距离尽量接近,假如传输线的宽度W与参阅平面的距离H的比值小于1:3,则能够明显下降该微带传输线的对外辐射强度。

关于微带传输线而言,选用宽而完好的参阅平面也能够下降电场的对外辐射强度,微带传输线对应的参阅平面至少要为传输线的3倍宽度以上,参阅平面越宽越好。

而假如参阅平面相关于微单传输线而言宽度不够大,则电场与参阅平面的耦合就小,电场对外的辐射明显添加。

所以说,假如要下降高度信号传输微带线的电磁辐射,则需求是的微带传输线对应的参阅平面尽量大,而假如该高速微带传输线接近PCB板边来平行走线的话,相对而言,参阅平面关于该高速信号线的耦合就变少了,天然就好形成电场对外辐射量明显增大。

同理,高速的IC,晶振等等也尽量远离板边放置,高速IC也需求完好而广大的参阅平面进行电磁耦合,以下降EMI。

而关于板载天线而言,咱们则期望尽量多多的向空间中辐射电磁波,所以板载天线的规划与高速传输线的规划准则相反,板载天线需求放置在板边,并且天线区域所在的方位要制止有铜箔平面,对,一切的层需求设置铜箔制止区。并且天线要与PCB的地平面拉开距离。

相同的理论,针对不同的使用规划有不同的规划准则。

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