优化产品内部PCB间的互连连接问题

就获得良好的EMC性能的目的出发，倘若每个产品仅使用一个PCB所能达到的效果要远远优于其他的任何方法或措施。这样做之所以能获得良好效果的一个主要原因就是因为不存在任何PCB之间的互连接所带来的种种问题。对EMC来说，即使是使用小背板、子板以及背板插入板也都不是理想的办法。这是由于要通过连接器和电缆来有效地对PCB间的参考面布线（布局）存在有相当难度的缘故。

除了上述的EMC优势以外，在产品中使用单个PCB还有下列的一些优点：

1）可以节省使用连接器和电缆的花费；

2）可以节省装配连接器和电缆的花费；

3）可以节省可能出现返工的花费（连接器通常是产品中最不可靠的一个部件）；

4）降低保修成本（连接器通常是产品中最不可靠的一个部件）；

5）提高产品质量以及公司的信誉度（由于几乎不使用连接器而增加了产品的可靠性）。

有时，原来由连接器和电缆连接在一起的，PCB必须分离的地方可以使用整体可弯曲刚性PCB来取代连接器和电缆。但由于这类裸板的价格过于昂贵，许多产品往往无法考虑使用它们。但我们认为这是一种眼光短浅的见解。其理由是它们的使用往往可以降低一个产品的整体制造成本和保修费用。(www.xing528.com)

倘若一个传输线（或其他携载高数据率或高频信号/噪声的导体）要离开一个PCB与另一个PCB相连接，即便它距另一个它所要连接的PCB仅具有非常短的距离，也仍然可能需要在它离板的位置上按照上节中所描述的，把它作为离开产品的方式处理。这个处理方式对打算仅使用一个非屏蔽罩壳的产品来说是至关重要的。带状电缆一般仅能使用于非屏蔽产品中的数据通信。并且还要求它们所携载的信号以及高频噪声已通过滤波技术滤去了它们中的高频成分。

在PCB之间，可以使用一个双绞线或屏蔽电缆来作为一个串行数据总线。但在一个产品中的若干个PCB之间采用并行数据总线在有些领域中已经成为一个普遍采用的实践。这种并行数据总线采用的则多是带状电缆。对于这种设计，即便是如前所述，对它们所携载的信号已经进行了滤波，倘若在没有屏蔽的情况下要想获得良好的EMC性能仍然是相当困难的。但这类产品设计的SI和EMC可以通过保证每一个信号插针或导体分别都有一个相邻的携载它的返回电流的插针或导体而获得明显的改善。在存在有多于一个参考面携载返回电流的场合，将需要多于一个相邻近的插针和导体。在一个带状电缆中，最外边的导体必须设计为0V或电源导体。绝对不可以是信号导体。

相同的原则也适用于使用连接器将PCB直接插接在一起时的板间连接器。图2-5-19显示了一根背板总线系统的例子。该系统使用了一个并行数据总线。并且，它的每一个导体都以一根传输线的方式插入板或模块中。这种类型的做法在有些工业领域中使用的非常普遍。但是这类总线的最大数据率则受到插入卡中的连接器和线条所形成的短截线长度限制。从传输线的某一点上来看，一个短的短截线就好像是一个容性负载。然而一个未终止的长的短截线将会引起它自身的反射。并且在它连接到干线的那一点上的阻抗将为干线阻抗Z₀的一半。

如上图2-5-19所示的背板系统中的高速总线将会以高达50MHz的时钟频率传输数据。有些设计工程师已经可以做到在这类总线中传输高达100MHz的数据率，有的甚至已试着并成功地获得了200MHz的设计结果。但要解决并行总线工作在速度高达200MHz或更高数据率时所出现的种种问题的困难是使点到点间的串行总线变得如此普遍的原因之一。一个单个的2.5Gbit/s串行差分传输线所能携载的数据要多于一个时钟频率为100MHz的16位并行总线。而且，这类串行差分传输线在设计上也要容易得多。

图2-5-19 一个基于插入板产品的实例

图2-5-19中还显示了把数据缓冲器以最近的方式连接到背板连接器来尽可能缩短短截线长度的重要性。这里的背板连接器采用的为受控阻抗类型，并与传输线阻抗相匹配。在要求高速的情况下，它们的信号通路必须非常短。正如前面所指出的，连接器还必须要形成若干个用于与穿越板与板之间信号有关的所有参考面连接。这些参考面连接必须分布在整个连接器的长度上。并且假如连接器非常宽的话（例如，有些背板连接器具有5行或更多行的插针），则这些参考面连接也必须分布在连接器的整个宽度上。