电磁兼容性即高频及抗电磁干扰性。经验证明,如果在产品开发阶段解决电磁兼容性问题所需的费用为1,那么,等到产品定型后再想办法解决,M47S65H2FA费用将增加10倍;若等到批量生产后再解决,费用将增加100倍。因此,在产品开发阶段应同时进行电磁兼容性设计。
电磁兼容性设计是很复杂的问题,与有源器件选择、电子电路分析、PCB设计都有关系。
电磁兼容性设计的基本方法是指标分配和功能分块设计,即把产品的电磁兼容性指标要求细分成产品级、模块级、电路级、元件级,然后进行逐级设计。从元器件、连接器的选择、印制板的布线、接地点的选择及结构土的布置等各方面进行综合考虑。在PCB设计时,可作以下考虑。
(1)选用介电常数高的电路基板材料(如聚四氟乙烯板)
优先选用多层板,并将数字电路和模拟电路分别安排在不同层内,电源层应靠近接地层,骚扰源应单独安排一层,并远离敏感电路,高速、高频器件应靠近印制板连接器。
(2)尽量选择表面贴装器件
SMD器件与DIP器件相比较,由于SMD器件引线的互连长度很短,因此引线的电感、电容和电阻比DIP器件小得多,另外,SMT印制板通孔少,布线可走捷径,组装密度高,单位面积上的器件多,器件间的互连长度短,因此采用SMT工艺可改善高频特性。
(3)尽量增加线距
高频或高速电路应满足2W原则,形是导线的宽度,即导线间距不小于2倍的线宽度,以减少串扰。导线应短、宽、均匀、直,转弯时应采用45。角,导线宽度不要突变,不要突然拐角。
(4)地线设计
在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。若能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中,地线结构大致有系统地、机壳地、数字地和模拟地等。
地线设计是最重要、难度最大的一项设计。理想的“地”应是零电阻的实体,各接地点之间没有电位差。但实际是不存在的,为了减少地环路千扰,一般可采用切断地环路的方法。例如,将信号地线与机壳地绝缘,形成浮地,高频时可以用平衡电路代替不平衡电路,也可以在两个电路之间插入隔离变压器、共模扼流圈或光电耦合器等。目前流行的方法是在屏蔽机壳上安装滤波器连接器。此外,在两个电路之间的连接或电缆上套铁氧体瓷环,也可滤除高频共模干扰。