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高頻電路板設計出現干擾的解決方案

2018年12月04日16:29 

電路板的設計中 ,隨著頻率的迅速提高 ,將出現與低頻 PCB板設計所不同的諸多干擾 。隨著頻率的提高和PCB板的小型化和低成本化之間的矛盾日益突出 ,這些干擾越來越多也越來越復雜。

在實際的研究中 ,我們歸納起來 ,主要有四方面的干擾存在,主要有電源噪聲、傳輸線干擾、耦合、電磁干擾(EMI)四個方面。通過分析高頻PCB的各種干擾問題,結合工作中實踐,提出了有效的解決方案。

01電源噪聲

高頻電路中,電源所帶有的噪聲對高頻信號影響尤為明顯。因此,首先要求電源是低噪聲的。在這里,干凈的地和干凈的電源同樣重要,為什么呢?電源特性如圖1所示。很明顯,電源是具有一定阻抗的,并且阻抗是分布在整個電源上的,因此,噪聲也會疊加在電源上。

那么我們就應該盡可能地減小電源的阻抗,所以最好要有專有的電源層和接地層。在高頻電路設計中,電源以層的形式設計,在大多數情況下都比以總線的形式設計要好得多,這樣回路總可以沿著阻抗最小的路徑走。

此外電源板還得為PCB上所有產生和接受的信號提供一個信號回路,這樣可以最小化信號回路,從而減小噪聲,這點常常為低頻電路設計人員所忽視。

圖1:電源特性

PCB設計中消除電源噪聲的方法有如下幾種:

1注意板上通孔

通孔使得電源層上需要刻蝕開口以留出空間給通孔通過。而如果電源層開口過大,勢必影響信號回路,信號被迫繞開,回路面積增大,噪聲加大。同時如果一些信號線都集中在開口附近,共用這一段回路,公共阻抗將引發串擾。如圖2所示。

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