浅谈DSP电路板的布线和电磁兼容性的设计技巧

0 前言

印刷pcb线路板（PCB）给予电源电路元器件和元器件中间的保护接地，是各种各样电子器件机器设备最主要的构成部分，它的特性立即影响到电子产品品质的优劣。伴随着电子信息技术的发展趋势，各种各样电子设备常常在一起工作中，他们中间的影响越来越严重，因此电磁兼容测试问题变成一个电子控制系统能不能正常的作业的重要。一样，伴随着PCB的相对密度愈来愈高，PCB设计的优劣对电源电路的影响及抗干扰性危害非常大。要使电子线路取得最好特性，除开电子器件的挑选和电路原理以外，优良的PCB走线在电磁兼容测试性中也是一个十分关键的要素。

伴随着快速DSP技术性的广泛运用，相对应的快速DSP的PCB设计就变得十分关键。因为DSP是一个非常繁杂、品种繁多并有很多子系统的数、模混合器，因此来源于外界的电磁波辐射及其內部电子器件中间、子系统中间和各传送安全通道间的串扰对DSP以及数据信息所形成的影响，已比较严重地危害着其运行的可靠性、稳定性和安全系数。据调查，影响造成的DSP安全事故占其总安全事故的90％上下。因而设计方案一个平稳、靠谱的DSP系统软件，电磁兼容测试和抗干扰性尤为重要。

1 DSP的干扰信号自然环境

干扰信号的基本上实体模型由干扰信号源、藕合途径和接收器3一部分构成，如下图1所显示。

干扰信号源包括微控制器、微处理器、静电放电、瞬时功率实行元器件等。伴随着很多快速半导体元器件的运用，其边缘振荡速度十分快，这类电源电路可以造成达到300 MHz的谐波电流影响。藕合途径可以分成室内空间辐射源无线电波和输电线传输的工作电压与电流量。噪音被藕合到电源电路中的非常简单方法是根据电导体的传送，比如，有一条输电线在一个有噪音的条件中通过，这条输电线根据磁感应接受这一噪音而且将其传送到电源电路的别的一部分，全部的电子线路都能够接受传输的干扰信号。比如，在数字电路设计中，临界值数据信号最易于遭受干扰信号的危害；仿真模拟的低等放大仪、控制回路和开关电源调节电源电路也很容易遭受噪音的危害。

2 DSP线路板的走线和设计方案

优良的线路板走线在电磁兼容测试性中是一个十分关键的要素，一个拙劣的线路板走线和设计方案会造成许多电磁兼容测试问题，即使再加上过滤器和其它电子器件也无法处理这种问题。

恰当的电源电路走线和设计方案应当做到如下所示3点规定：

（1）电路板上的各一部分电源电路中间存有影响，电源电路仍能一切正常工作中；

（2）线路板对外开放的传输散射和辐射源发送尽量低，做到相关规范规定；

（3）外界的传输影响和辐射源影响对电路板上的电源电路沒有危害。

2．1 电子器件的布局

（1）电子器件布局的主要问题是对电子器件开展分类。电子器件的分类标准有：按工作电压不一样分；按数字电路设计和数字集成电路分；按快速和低速档数据信号分和按电流量尺寸分。一般状况下都依照工作电压不一样分或按数字电路设计与数字集成电路分。

（2）全部的射频连接器都放到材料的一侧，尽量减少从两边引出来电缆线。

（3）防止让快速电源线挨近射频连接器。

（4）在电子器件分配时要考虑到尽量减少快速电源线，如钟表线、手机充电线和详细地址线等。

2．2 接地线和电源插头的布局

接地线布局的最后目标是为了更好地降到最低接地装置特性阻抗，为此减少从电源电路回到到开关电源中间的接地装置控制回路电势差，即减少电源电路从源端到目地端路线和地质构造产生的环城路总面积。通常提升环城路总面积是因为地质构造隔缝造成的。假如地质构造上面有间隙，快速电源线的流回线就迫不得已要避过隔缝，进而扩大了高频率环城路的总面积，如下图2所显示。

图2中高速线与集成ic中间开展数据信号传送。图2（a）中沒有地质构造隔缝，依据“电流量一直走特性阻抗最少的方式”，这时环城路总面积最少。图2（b）中，有地质构造隔缝，这时地环城路总面积扩大，那样就造成如下所示不良影响：

（1）扩大向室内空间的反射影响，与此同时易受室内空间电磁场的危害；

（2）增加与板上别的电源电路造成电磁场藕合的概率；

（3）因为环城路电感器增加，根据高速线导出的数据信号非常容易造成震荡；

（4）环城路电感器上的高频率损耗组成共模放射性物质，并根据外接电缆线造成共模辐射源。

通常地质构造上的隔缝并不是在分地时、有目的地再加上的，有阔别缝是由于板上的通孔过度贴近而发生的，因而在PCB设计中应尽量减少这种状况产生。

电源插头的布局要和接地线结合在一起考虑到，便于组成特性阻抗尽量小的供电缆线路。为了更好地减少配电线缠的特性阻抗，电源插头和接地线应当尽量避免的粗，而且互相挨近，使配电控制回路总面积减到最少，并且不一样的配电环城路不必互相重合。在集成化集成ic的开关电源脚和底脚中间得加高频率去耦电容器，容积为0．01～0．1μF，并且为了更好地进一步提高开关电源的去耦过滤的低频率特点，在开关电源引进端要再加上1个高频率去耦电容和1个1～10μF的低频率耦合电容。

在双层线路板中，电源层和地质构造要置放在邻近的层中，进而在全部电路板上造成一个大的PCB电容器清除噪音。速率较快的重要数据信号和集成化集成ic理应布放到邻近地质构造一边，非关键数据信号则布放到挨近电源层一边。由于地质构造自身是可以消化吸收和清除噪音的，其自身几乎是沒有噪音的。

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