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電路PCB的地平面設(shè)計對EMI的影響

韜略科技EMC ? 來源:韜略科技EMC ? 2024-03-19 14:12 ? 次閱讀

前言

在電路PCB設(shè)計中,地平面設(shè)計是一個重要的組成部分,PCB地平面的設(shè)計不僅關(guān)乎到電子產(chǎn)品的工作性能,而且對于EMC方面的影響也是息息相關(guān)。反過來說在EMC設(shè)計的過程中,對于電路PCB的地平面設(shè)計應(yīng)該格外注重。

接地設(shè)計應(yīng)注意的點

1.多點接地和單點接地應(yīng)該正確選擇

高頻電路由于寄生電感的存在,所以高頻電路中建議使用多點接地。而低頻電路寄生電感基本可以忽略,所以可以使用單點接地的設(shè)計方法。 一般來說1MHz以下可以使用單點接地,10MHz以上使用多點接地。

2.數(shù)字地和模擬地分開

一般來說,在高頻電路中數(shù)字地和模擬地建議分區(qū)拉開一定距離,地平面不分割。如果模數(shù)地干擾太大需要分地時,要注意有布線的地方盡量不要跨越地分割位置,這樣信號回流要跨越不同的地層,導致干擾加大。

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不合理的地分割示意圖(1)

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合理的地分割示意圖(2)

3.接地時應(yīng)該盡可能加粗地線

這樣可以使得地線的阻抗盡量的低,避免噪聲回流受阻,造成更加嚴重的噪聲干擾。

整改案例

接下來帶來一個實際的整改案例分享,該整改產(chǎn)品為一款車載的流媒體后視鏡,下面為該產(chǎn)品的前期摸底數(shù)據(jù):

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前期摸底電流法數(shù)據(jù)圖(3)

分析:可以看出測試的數(shù)據(jù)在2MHz-20MHz左右有開關(guān)頻率的造成的噪聲,通過噪聲單支的間隔可以確定噪聲的來源為背光電源的開關(guān)頻率噪聲。

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電源線繞磁環(huán)數(shù)據(jù)圖(4)

措施:在給該背光開關(guān)電源的整改的過程中,不管是加濾波措施,電源屏蔽,還是給外拉線束繞磁環(huán)對該頻段的開關(guān)噪聲都沒有明顯的作用,在這種情況下就會很干擾整改的判斷。

分析:最終發(fā)現(xiàn)背光電源的地是完全和驅(qū)動的地完全隔開的,他們中間只通過一個高頻的共模電感連接,使得兩個地之間的阻抗為一個高阻的狀態(tài),很多耦合的開關(guān)噪聲無法順利回流回電源芯片。

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產(chǎn)品電源部分分地圖(5)

措施:如上圖所示,把電源地和主控的地通過多點連接到一起后在測試,測試數(shù)據(jù)如下:

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接地后測試數(shù)據(jù)圖(6)

通過上述措施后可以看出2MHz-20MHz左右開關(guān)頻率噪聲就是地隔離而引起的,通過地連接提供了回流路徑,噪聲的強度明顯下降。

總結(jié)

PCB電路設(shè)計過程中地隔離往往會涉及到很多方面的因素,這些往往會引起一些難以判斷的EMC問題,所以不是在迫不得已的情況下,不建議地隔離。通過這次的分享,希望能給大家能從中得到收益,在產(chǎn)品的前期的設(shè)計過程中盡量去規(guī)避掉可能存在的地隔離問題,產(chǎn)品的EMC問題自然會有極大的減少。



審核編輯:劉清

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原文標題:地隔離對EMI的影響

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