印制电路板上之电磁干扰及抑制

[摘 要] 印制电路板上之电磁干扰主要是电源布线和信号布线产生之。阳光电子学校维修专家分析认为：抑制电源布线产生之干扰之主要方法有电源平面法、共地平面法和电源母线法；抑制信号布线产生之干扰之主要方法是增大信号线之间之距离，减小信号线与地之间之距离。阳光电子学校维修专家分析认为：同时，设计印制电路板还应遵循一定之抗干扰原则。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　[关键词] 印制电路板；电磁干扰 ；抑制

　　Abstract：Electromagnetic intergerence and suppression of plated circuits panel is mainly produced by the power wiring and the signal wiring.The main methods that produce the disturbance by the suppression of power wiring are the power plane law，altogether horizon law and power generatrix law.And the main methods of controlling the disturbance by the blanketing wiring are to increase the distance of the holding wires and to reduce the distance between the holding wires and ground.At the same time，the design of plated circuit board also should follow certain anti-interference principle.

　　Key words：printed circuit panel；electromagnetic interference；suppression
　　
　　印制电路板是电子线路中电子元件之支托部件，它提供了电路中元器件之间之电气连接。阳光电子学校维修专家分析认为：随着电子技术之飞跃发展，电子系统特别是高频电路中逻辑和系统时钟频率之迅速提高和信号边沿不断变得陡峭，由此产生之电磁干扰(通常称为噪声)越来越突出，抗干扰问题越来越引起人们之重视。阳光电子学校维修专家分析认为：而抑制电磁干扰应从电子产品制作之初级阶段开始，从印制电路板之布线制作着手。阳光电子学校维修专家分析认为：印制电路板之布线设计，既要考虑减少电子系统之电磁干扰，又要做到提高电子系统抗干扰之能力，防止电磁干扰之吸收和传递，即需做到电磁兼容[1]1。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　本文主要讨论在印制电路板之布线设计中电源布线和信号布线之电磁干扰问题。阳光电子学校维修专家分析认为：若两种布线设计不好，电磁干扰将直接影响着自身或别之电子设备或系统之工作性能，严重时还会使人们之生命财产受到威胁。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　
　　1 电源布线产生之电磁干扰及干扰之抑制
　　
　　1.1 电源布线产生之电磁干扰
　　电源布线会产生分布电容、分布电感、分布电阻。阳光电子学校维修专家分析认为：印制电路板上供电电源通常为直流电源，供电之主要目之是为印制电路板上之每个用电元器件提供一个准确之电压。阳光电子学校维修专家分析认为：而电源所驱动之负载常具有瞬态变化之特性，受分布阻抗之影响，负载电压或电流之瞬态变化会引起电源电压或电流发生瞬态变化，这如同在电源之负载端接上一个瞬态变化之信号源。阳光电子学校维修专家分析认为：特别是在高频，有之器件工作在数字开关状态，这一现象更为突出。阳光电子学校维修专家分析认为：这样电源布线既含有直流电压，又含有瞬态变化之电压(称为寄生电压)，瞬变电压会产生高次谐波，其都是产生电磁干扰之主要来源[2]81-82。阳光电子学校维修专家分析认为：在高频时，电源布线可被看成传输线[3]41，电源布线某点上之干扰电压或电流在分布电容和分布电感之相互作用下产生振荡，影响电路之稳定工作。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　目前在电子、电器、信息领域应用较多之开关电源具有节能和高效之优势，开关电源向着高频化、小型化发展，应用日趋广泛。阳光电子学校维修专家分析认为：但开关电源中功率管在高压下以高频开关方式工作。阳光电子学校维修专家分析认为：高频开关和电流接近方波，这些方波信号中含有丰富之高次谐波噪声。阳光电子学校维修专家分析认为：开关电源之高频器件在通断时，常常产生高频高压之尖峰振荡波，通过分布电容向空间辐射[2]73。阳光电子学校维修专家分析认为：同时与电源一起工作之整流二极管也会产生高频干扰，一般离电源较近，容易通过直流输出线向外辐射电磁干扰。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　电源布线同时也是电磁干扰之接收器，外来之干扰噪声也会耦合到电源布线中，通过传导，传给所连接之电子器件。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　1.2 电源布线之防干扰措施
　　电源布线可采取以下抗干扰措施：
　　1.2.1 电源平面法
　　利用印制电路板之一层作为电源平面层，至少有一层作为地平面，每一层只能提供一种电源电压，通过印制电路板上之过孔将电源电压引到器件上。阳光电子学校维修专家分析认为：这种做法使电源布线分布阻抗非常小，电路压降小，器件上能得到稳定之直流电压[2]83。阳光电子学校维修专家分析认为：同时平面间靠得很近，能较好地抑制电场耦合。阳光电子学校维修专家分析认为：且电源平面往返电流大小相等，磁场干扰能抵消。阳光电子学校维修专家分析认为：但这种布线成本高，多用在高速系统中，若需几种电压，将需增加平面层数，成本更高。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　1.2.2 共地平面法
　　这个地作为电源及电子器件之公共地，高频布线设计中，电流之返回路径对系统之影响比较大，由于是平面地，电源及所有信号(括发送和接收)返回路径之附加阻抗非常小，压降可忽略，各器件上就能得到稳定之电源电压。阳光电子学校维修专家分析认为：同时，所有之电源去线与信号线都与平面地成镜像关系，形成之电流也是镜像电流，电磁干扰耦合得到较好地抑制。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　1.2.3 电源母线法
　　这种布线设计可分别提供几种电压。阳光电子学校维修专家分析认为：布线之条数由器件之多少而定。阳光电子学校维修专家分析认为：这种布线比上述两种布线方法抗电磁干扰能力稍差，但成本小。阳光电子学校维修专家分析认为：这种布线要达到以下要求：
　　(1)布线要宽。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　(2)加去耦电容。阳光电子学校维修专家分析认为：这种电容起到旁路滤波之作用。阳光电子学校维修专家分析认为：要在电源之输入端并联较大之和较小之滤波电容。阳光电子学校维修专家分析认为：在高频时，实际之电容器相当于带通滤波器，它可等效为电感、电阻和电容之串联，较大之和较小之电容并联使用，目之是增加旁路滤波之带宽。阳光电子学校维修专家分析认为：同时，在每一个有源器件之电源引脚与地之间也要并联一个电容器，容量一般在0.01 μF～0.1 μF，这个并联电容相当于噪声滤波器，能滤掉高频谐波噪声[1]89-91。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　(3)地线环绕，作为母线中之地线可以不等宽，但宽窄过渡要平滑，以避免产生噪声，地线要靠近供电电源母线和信号线，因电流沿路径传输会产生回路电感[2]92，地线靠近，回路面积减小，电感量减小，回路阻抗减小，从而减小电磁干扰耦合。阳光电子学校维修专家分析认为：2 信号布线产生之干扰及干扰之抑制
　　
　　电磁干扰之存在必须具有三个条件，一是电磁干扰源，例如：工作中之高频大功率器件，二是电磁干扰敏感件，三是电磁干扰之传播途径，例如信号布线和电源布线[1]2，前两种可采用屏蔽之方法以防止电磁干扰之辐射(对要求实现向外辐射电磁能量功能之电子产品除外)和吸收。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　布线设计处在印制电路板制作之 早阶段，此时融入之电磁兼容之自由度 大，所用成本 低，必须充分考虑它之电磁兼容性能。阳光电子学校维修专家分析认为：信号布线同

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