芯耀
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在PCB的電磁兼容(EMC)設計中，合理的模塊劃分和器件布局是基礎環(huán)節(jié)，直接影響電磁場的發(fā)射與接收特性，并決定了后續(xù)布線的質(zhì)量。頻率產(chǎn)生器件、驅(qū)動器、電源模塊和濾波元件的位置及排列方向都會對整體EMC性能產(chǎn)生顯著影響。
模塊劃分策略
功能導向分區(qū)
將電路按功能模塊化處理，例如時鐘電路、放大電路、驅(qū)動電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、I/O接口、開關電源和濾波電路等。依據(jù)信號流向進行合理布局，確保模塊間連接路徑最短，減少交叉干擾。
頻率導向分區(qū)
根據(jù)工作頻率和信號速率將電路分區(qū)，采用高、中、低頻率逐級布局方式，避免不同頻段電路相互交錯，降低頻率干擾。
信號類型分區(qū)
將數(shù)字電路與模擬電路分開布局，通過空間隔離減少相互耦合。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器)應位于兩個區(qū)域的交界處，并確保模擬部分管腳位于模擬地平面上方，數(shù)字部分管腳位于數(shù)字地平面上方。
綜合布局原則
設計PCB布局時應遵循以下關鍵原則：
1.?信號流向優(yōu)先：讓關鍵高速信號線路最短，其次才考慮美觀性
2. 時鐘電路處理：
盡量縮短時鐘走線，無法縮短時在兩側(cè)添加屏蔽地線，時鐘電路應遠離I/O接口和連接器，布置在電路板內(nèi)側(cè)。
3. 區(qū)域分配：
低頻數(shù)字I/O和模擬I/O電路靠近連接器布置，高速電路等噪聲源和敏感電路靠內(nèi)側(cè)放置。
4. 其他關鍵考量：
功率放大與驅(qū)動部分應遠離屏蔽體開孔區(qū)域，晶振、晶體等元件靠近對應IC放置，基準電壓源和模擬信號輸入線應遠離數(shù)字信號線路
妥善的模塊劃分和器件布局是PCB EMC設計的基礎工作，能有效降低電路間相互干擾，提高產(chǎn)品的整體電磁兼容性能。
特殊器件的布局
特殊器件的布局對電路的電磁兼容性能有著決定性影響。這些器件通常具有特殊的電氣特性或功能，需要格外關注其放置位置和方向。
時鐘布局
晶振和時鐘發(fā)生器應盡量布置在電路板的內(nèi)部區(qū)域，遠離板邊和I/O接口。這類高頻振蕩器件是電磁干擾的主要發(fā)射源，應與敏感電路保持足夠的距離，并考慮在其周圍添加適當?shù)慕拥仄帘?。晶振應靠近使用?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1689790.html">時鐘信號的主控芯片放置，以縮短時鐘傳輸路徑，減少輻射。
電源布局
電源變換器件如DC-DC轉(zhuǎn)換器、線性穩(wěn)壓器等應單獨劃分區(qū)域。開關電源模塊是電磁干擾(EMI)的主要來源之一，其干擾頻譜有些甚至可高達300MHz以上。盡管系統(tǒng)中各單板都有獨立電源系統(tǒng)，但這些干擾仍能通過背板連接或空間耦合方式傳播至其他單板。因此電源部分必須合理布局于單板的電源入口位置附近。對于占用面積較大的電源電路，應統(tǒng)一置于單板的同一側(cè)邊。
業(yè)界普遍采用的最佳實踐是單板的電源入口處。這種布局考慮了電源信號的輸入輸出流向，避免信號交叉，使電流路徑最短、最直接。
由于電源部分在功能上相對獨立且常是EMI問題的源頭，使用過孔柵欄(via fence)或分割線(split line)在物理上劃分電源區(qū)域與其他電路區(qū)域，有效抑制電源噪聲向敏感電路的傳播。
48V電源布局
高速緩沖器和驅(qū)動器
對于高速緩沖器和驅(qū)動器，應放置在驅(qū)動線路的起始端，盡量靠近負載器件，以減小信號反射。驅(qū)動大電流負載的器件周圍應設計充分的散熱區(qū)域，并確保電流回路完整。負載比較大的應該和驅(qū)動器電源分開，避免相互干擾。
模擬信號處理器件
模擬信號處理器件如運放、比較器等應遠離數(shù)字處理電路，特別是遠離高頻時鐘源和開關電源。模擬信號路徑應盡量短，避免與數(shù)字信號線平行走線。對于高精度模擬電路，建議考慮添加屏蔽層或屏蔽罩。
RF射頻器件
對于RF射頻器件，應嚴格按照參考設計布局，保持信號路徑阻抗連續(xù)性，并避免其信號線與其他高速信號線交叉。射頻部分最好設計為獨立區(qū)域，甚至可考慮使用內(nèi)部屏蔽隔離。
大功率器件和散熱元件
大功率器件和散熱元件應合理布置，避免熱點集中，并考慮整體散熱通道設計。這些器件通常需要較大的銅面積散熱，但過大的銅面也可能形成天線結構，因此需要權衡EMC性能和散熱效果。
接口連接器
接口連接器如USB、以太網(wǎng)等應布置在板邊，且信號線盡量短，避免跨越整個電路板。對于高速接口，應考慮信號完整性問題，保持差分對走線的完整性。
通過精心規(guī)劃這些特殊器件的布局，可以在源頭上減少電磁干擾問題，提高電路的整體可靠性和抗干擾能力，從而達到更好的電磁兼容性能。
濾波器件
從整體布局角度來看，不同類型的濾波器需要進行合理的分區(qū)布局。敏感的濾波器件應當遠離干擾源，，大功率濾波器與小信號濾波器之間需要保持適當?shù)母綦x距離。對于不同頻段的濾波器，建議按照頻率高低進行梯度布局，高頻濾波器應當更靠近信號源，而低頻濾波器可以適當放置得遠一些，這樣的安排有助于整個濾波系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。
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