簡易4模型,教你學會控製容性耦合串擾
發布時間:2020-01-03 來源:李義君、丁影 責任編輯:wenwei
【導讀】在產品的EMC設計中,對PCB和物理結構的EMC評(ping)估(gu),是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)環(huan),往(wang)往(wang)還(hai)具(ju)有(you)決(jue)定(ding)性(xing)作(zuo)用(yong)。一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)優(you)秀(xiu)的(de)設(she)計(ji),應(ying)該(gai)可(ke)以(yi)較(jiao)大(da)程(cheng)度(du)地(di)避(bi)免(mian)幹(gan)擾(rao)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)產(chan)品(pin)內(nei)部(bu)電(dian)路(lu),並(bing)將(jiang)其(qi)導(dao)向(xiang)大(da)地(di)。而(er)容(rong)性(xing)耦(ou)合(he)串(chuan)擾(rao)在(zai)整(zheng)個(ge)幹(gan)擾(rao)路(lu)徑(jing)中(zhong)起(qi)著(zhe)決(jue)定(ding)性(xing)作(zuo)用(yong),而(er)線(xian)間(jian)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)在(zai)容(rong)性(xing)串(chuan)擾(rao)中(zhong)又(you)起(qi)著(zhe)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)。本(ben)文(wen)通(tong)過(guo)4個不同的模型,來看看不同環境下,對線間寄生電容的影響?以此為PCB設計帶來參考意義。
模型介紹
1.相鄰層印製線平行布線


這種模型主要是分析兩條印製線形成的平板電容,其實在實際中,一般情況下的印製線寬是沒有PCB的厚度大的,更不太可能兩條走線有很大長度的平行布局,所以可以看出光從頂層和底層來看,線間電容是很小的。
不過此模型可以做一些延伸:
● 將印製線看作平麵時麵積就較大了,這時模擬地和數字地;電源走線和數字地;電源走線和模擬地;多對數字信號和地,它們之間的寄生電容就會比較大。所以應該避免不希望產生耦合的平麵之間的平行布線。
● 多層板時,當PCB厚度一定時,層數越多,相鄰兩層的厚度就會很小,這時一般的印製線寬也會有比較大的電容,所以應避免相鄰層平行布線。
2.沒有地平麵的PCB中相鄰兩條印製線間電容


此模型在實際中主要是在單麵板中,其實可能也存在於多層板的相鄰層間,因為不可能每層都有相鄰的大麵積參考層。
由數據圖看出,起決定性作用的因素是線間距,與線寬關係不大。至於PCB厚度,由於這個基本是個定量,所以可以不用著重考慮。在PCB布線時,不希望有串擾的兩個信號,避免靠近和平行走線。
3.帶一層地平麵兩條PCB印製線間電容(微帶線)


此模型在雙麵板和多層板比較常見,相比沒有地平麵的情況有兩點大不同:
● 在相同線距情況下,線寬開始起著很大的作用,線寬越寬,電容越大。
● 曲線變化非常陡峭,此時線距有著更大的影響。
其實增加地平麵後,不僅僅降低了線間寄生電容,而且C2與C3(C2<<C3)形成的分壓可以降低串擾。所以,增加地平麵有利於降低容性串擾耦合。
4.雙層地平麵時線間寄生電容(帶狀線)


此模型在實際中存在於多層板和帶屏蔽的多芯線纜,或huo者zhe帶dai金jin屬shu屏ping蔽bi罩zhao的de布bu線xian可ke以yi參can考kao。由you曲qu線xian可ke以yi看kan出chu,帶dai雙shuang層ceng地di平ping麵mian的de情qing況kuang下xia,對dui於yu線xian間jian寄ji生sheng電dian容rong和he串chuan擾rao的de控kong製zhi具ju有you更geng大da的de作zuo用yong。對dui於yu一yi些xie需xu要yao高gao度du隔ge離li的de信xin號hao線xian,應ying該gai采cai取qu此ci類lei措cuo施shi。
結語
以上四個模型在我們設計PCB時有著重要的參考意義,在實際中,無論是單層、雙層、多層板中,這四種模型都會存在,不會獨立存在。要將元器件、走線、線纜、平麵都看成是其中的元素。我們無法完全避免耦合,卻可以通過設計減小耦合,以及思考這些模型對於幹擾路徑分析的意義。
本文轉載自韜略科技。
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