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簡易4模型,教你學(xué)會(huì)控制容性耦合串?dāng)_
發(fā)布時(shí)間:2020-01-03 來源:李義君、丁影 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)中,對PCB和物理結(jié)構(gòu)的EMC評估,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,而線間寄生電容在容性串?dāng)_中又起著關(guān)鍵作用。本文通過4個(gè)不同的模型,來看看不同環(huán)境下,對線間寄生電容的影響?以此為PCB設(shè)計(jì)帶來參考意義。
模型介紹
1.相鄰層印制線平行布線
這種模型主要是分析兩條印制線形成的平板電容,其實(shí)在實(shí)際中,一般情況下的印制線寬是沒有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:
● 將印制線看作平面時(shí)面積就較大了,這時(shí)模擬地和數(shù)字地;電源走線和數(shù)字地;電源走線和模擬地;多對數(shù)字信號和地,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。
● 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)一般的印制線寬也會(huì)有比較大的電容,所以應(yīng)避免相鄰層平行布線。
2.沒有地平面的PCB中相鄰兩條印制線間電容
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間距,與線寬關(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布線時(shí),不希望有串?dāng)_的兩個(gè)信號,避免靠近和平行走線。
3.帶一層地平面兩條PCB印制線間電容(微帶線)
此模型在雙面板和多層板比較常見,相比沒有地平面的情況有兩點(diǎn)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(shí)線距有著更大的影響。
其實(shí)增加地平面后,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?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)線間寄生電容(帶狀線)
此模型在實(shí)際中存在于多層板和帶屏蔽的多芯線纜,或者帶金屬屏蔽罩的布線可以參考。由曲線可以看出,帶雙層地平面的情況下,對于線間寄生電容和串?dāng)_的控制具有更大的作用。對于一些需要高度隔離的信號線,應(yīng)該采取此類措施。
結(jié)語
以上四個(gè)模型在我們設(shè)計(jì)PCB時(shí)有著重要的參考意義,在實(shí)際中,無論是單層、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、線纜、平面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(shè)計(jì)減小耦合,以及思考這些模型對于干擾路徑分析的意義。
本文轉(zhuǎn)載自韜略科技。
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