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電路板走邊高頻高速信號線的注意事項以及基本設計原則
2022-11-18
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Author:愛彼電路      Share

PCB電路板走邊高頻高速信號線的注意事項以及高頻高速信號設計基本原則

我們在初級中學階段就已經曉得,用右首在導線上擼一擼的安培右首定則奉告我們,導線觸電流沿著大拇指的方向廣泛散佈,則導線上會萌生對應的磁力場,磁力場的方向與右首手指頭握拳的方向完全一樣,而導體中的帶電電荷會萌生電場,電場和磁力場為一對好基友,統稱為電磁力場。
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依照麥克斯韋電磁力場理論,變動的電場在其四周圍空間要產發生變故化的磁力場,而變動的磁力場又要產發生變故化的電場。這麼,變動的電場和變動的磁力場之間互相倚賴,互相激發,交替萌生, 並以一定速度由近及遠地在空間廣泛散佈出去,這就是電磁輻射。這便萌生了兩個迥然相反的影響:好的方面,全部的RF通信、無線互聯、感應應用都得到好處於電磁輻射的益處;而有害的方面則是,電磁輻射造成了串擾和電磁相容性等方面的問題。

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當電磁波頻率較低時,主要籍由有形的導電體能力傳交;當頻率漸漸增長時,電磁波便會外溢到導體以外,不必媒介也能向外傳交能+羭縷,這就是一種輻射。在低頻的電振動中, 磁電之間的互相變動比較不迅速,其能+羭縷幾乎所有反回原電路而沒有能+羭縷輻射出去。不過,在高頻率的電振動中,磁電互變甚快,+羭縷沒可能反回原振動電路,於是電能、磁力隨著電場與磁力場的週期變動以電磁波的方式向空間廣泛散佈出去。

依據以上的理論,每一段流過高頻電流的導線都會有電磁輻射,輻射強度與頻率成正比。PCB上有的導線用作信號傳道輸送,如DDR 報時的鐘信號,LVDS差分信號傳道輸送線等,就不期望有非常多的電磁輻射傷耗能+羭縷況且對系統中的其它電路導致干擾;而有的導線用作接收天線,PCB接收天線,就期望能盡有可能地將能+羭縷轉化為電磁波發射出去。

對於PCB上的高速信號傳道輸送線而言(如:DDR報時的鐘信號,HDMI LVDS 高速差分傳道輸送線),我們老是期望盡力減低其信號傳道輸送時萌生的輻射,減低信號傳道輸送線萌生的電磁輻射的辦法有磚家總結概括出了一點預設原則,如要減低信號傳道輸送線的EMI,則盡力要得該信號傳道輸送線與其構成信號回流途徑的參照最簡單的面的間距盡力接近,假如傳道輸送線的寬度W與參照最簡單的面的間距H的比率小於13,則能夠顯著減低該微帶傳道輸送線的對外輻射強度。

對於微帶傳道輸送線而言,認為合適而使用寬而完整的參照最簡單的面也可以減低電場的對外輻射強度,微帶傳道輸送線對應的參照最簡單的面至少要為傳道輸送線的3倍寬度以上,參照最簡單的面越寬越好。

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而假如參照最簡單的面相對於微單傳道輸送線而言寬度不夠大,則電場與參照最簡單的面的耦合就小,電場對外的輻射顯著增加。

所以說,假如要減低高度信號傳道輸送微帶線的電磁輻射,則需求似的微帶傳道輸送線對應的參照最簡單的面盡力大,而假如該高速微帶傳道輸送線接近PCB板邊來平行駛線的話,相對而言,參照最簡單的面對於該高速信號線的耦合就變少了,天然就好導致電場對外輻射量顯著增大。

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同理,高速的IC,晶振等等也盡力遠離板邊安放,高速IC也需求完整而寬大的參照最簡單的面施行電磁耦合,以減低EMI

而對於板載接收天線而言,我們則期望盡力多多的向空間中輻射電磁波,所以板載接收天線的預設與高速傳道輸送線的預設原則相反,板載接收天線需求安放在板邊,並且接收天線地區範圍所處的位置要嚴禁有銅箔最簡單的面,對,全部的層需求設置銅箔嚴禁區。並且接收天線要與PCB的地最簡單的面拉開距離。

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