【導(dǎo)讀】在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)中，對(duì)PCB和物理結(jié)構(gòu)的EMC評(píng)估，是非常重要的一環(huán)，往往還具有決定性作用。一個(gè)比較優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，應(yīng)該可以較大程度地避免干擾電流流過(guò)產(chǎn)品內(nèi)部電路，并將其導(dǎo)向大地。而容性耦合串?dāng)_在整個(gè)干擾路徑中起著決定性作用，而線(xiàn)間寄生電容在容性串?dāng)_中又起著關(guān)鍵作用。本文通過(guò)4個(gè)不同的模型，來(lái)看看不同環(huán)境下，對(duì)線(xiàn)間寄生電容的影響？以此為PCB設(shè)計(jì)帶來(lái)參考意義。
模型介紹
1.相鄰層印制線(xiàn)平行布線(xiàn)
這種模型主要是分析兩條印制線(xiàn)形成的平板電容，其實(shí)在實(shí)際中，一般情況下的印制線(xiàn)寬是沒(méi)有PCB的厚度大的，更不太可能兩條走線(xiàn)有很大長(zhǎng)度的平行布局，所以可以看出光從頂層和底層來(lái)看，線(xiàn)間電容是很小的。
不過(guò)此模型可以做一些延伸：
● 將印制線(xiàn)看作平面時(shí)面積就較大了，這時(shí)模擬地和數(shù)字地；電源走線(xiàn)和數(shù)字地；電源走線(xiàn)和模擬地；多對(duì)數(shù)字信號(hào)和地，它們之間的寄生電容就會(huì)比較大。所以應(yīng)該避免不希望產(chǎn)生耦合的平面之間的平行布線(xiàn)。
● 多層板時(shí)，當(dāng)PCB厚度一定時(shí)，層數(shù)越多，相鄰兩層的厚度就會(huì)很小，這時(shí)一般的印制線(xiàn)寬也會(huì)有比較大的電容，所以應(yīng)避免相鄰層平行布線(xiàn)。
2.沒(méi)有地平面的PCB中相鄰兩條印制線(xiàn)間電容
此模型在實(shí)際中主要是在單面板中，其實(shí)可能也存在于多層板的相鄰層間，因?yàn)椴豢赡苊繉佣加邢噜彽拇竺娣e參考層。
由數(shù)據(jù)圖看出，起決定性作用的因素是線(xiàn)間距，與線(xiàn)寬關(guān)系不大。至于PCB厚度，由于這個(gè)基本是個(gè)定量，所以可以不用著重考慮。在PCB布線(xiàn)時(shí)，不希望有串?dāng)_的兩個(gè)信號(hào)，避免靠近和平行走線(xiàn)。
3.帶一層地平面兩條PCB印制線(xiàn)間電容（微帶線(xiàn)）
此模型在雙面板和多層板比較常見(jiàn)，相比沒(méi)有地平面的情況有兩點(diǎn)大不同：
● 在相同線(xiàn)距情況下，線(xiàn)寬開(kāi)始起著很大的作用，線(xiàn)寬越寬，電容越大。
● 曲線(xiàn)變化非常陡峭，此時(shí)線(xiàn)距有著更大的影響。
其實(shí)增加地平面后，不僅僅降低了線(xiàn)間寄生電容，而且C2與C3（C2<<C3）形成的分壓可以降低串?dāng)_。所以，增加地平面有利于降低容性串?dāng)_耦合。
4.雙層地平面時(shí)線(xiàn)間寄生電容（帶狀線(xiàn)）
此模型在實(shí)際中存在于多層板和帶屏蔽的多芯線(xiàn)纜，或者帶金屬屏蔽罩的布線(xiàn)可以參考。由曲線(xiàn)可以看出，帶雙層地平面的情況下，對(duì)于線(xiàn)間寄生電容和串?dāng)_的控制具有更大的作用。對(duì)于一些需要高度隔離的信號(hào)線(xiàn)，應(yīng)該采取此類(lèi)措施。
結(jié)語(yǔ)
以上四個(gè)模型在我們?cè)O(shè)計(jì)PCB時(shí)有著重要的參考意義，在實(shí)際中，無(wú)論是單層、雙層、多層板中，這四種模型都會(huì)存在，不會(huì)獨(dú)立存在。要將元器件、走線(xiàn)、線(xiàn)纜、平面都看成是其中的元素。我們無(wú)法完全避免耦合，卻可以通過(guò)設(shè)計(jì)減小耦合，以及思考這些模型對(duì)于干擾路徑分析的意義。
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