PCB设计规范-20H原则

20H原则

在随着系统速率的提高,高速数字信号产生的电磁干扰会向外界产生很强的电磁辐射,引起系统的电磁辐射严重超过EMC测试标准。其中多层板的板边辐射就是比较常见的电磁辐射源,当非预期的电流达到接地层和电源层的边缘时,便会发生边缘辐射,简而言之就是PCB板电源层与地层之间的电场是变化的,在板的边缘会向外辐射电磁干扰,即所谓的边缘效应的影响。

在PCB设计过程中,设计人员通常做法是将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传导,理论表明:以一个H(电源和地之间的介质厚度,对于特性阻抗参数设计而言,通常为H,)为单位,若内缩20H,则可以将70%的电场限制在接地边缘内,内缩100H则可以将98%的电场限制在内,如下图所示:

在这里插入图片描述

为实现20H原则,需要决定电源边缘离其最近的地平面的物理距离,这个距离包括PCB基材的厚度,填充物的厚度以及PCB防火材料填充物的厚度等等。假设电源与地层的距离为0.006in,则H为20X0.006=0.12in,所以在设计时,需将电源层比地层缩进至少0.12in。

电源层最好紧邻接地层且在地层的下面,单板电源是通讯系统中最主要的干扰源之一,电源层和地线层的阻抗越低,则相互耦合越大,有利于地线层对电源层干扰信号的吸收,接地层的面积大于电源层的面积,可以充分发挥地层的屏蔽作用,减小电源层对信号层的干扰,接地层的边缘要求比电源层的边缘至少大20H距离,信号层边缘也需酌情缩进,缩进宽度越大越好。

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