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最佳线条与参考面间距优化策略

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们曾在本篇第4章中讨论过,通过缩小0V和电源参考面间的间距可以改善EMC性能。况且,这还未包括由此还会进一步降低PCB边缘场,并更进一步改善了EMC性能在内。传统的PCB层叠,在没有任何有说服力的原因下,而总是使用相等的层间间距。随着所使用的线条-平面间距越来越小,在不使用更为细小的PCB线条制造技术和工艺情况下,要获得较高的Z0值会越来越困难。

最佳线条与参考面间距优化策略

我们曾在本篇第4章中讨论过,通过缩小0V和电源参考面间的间距可以改善EMC性能。但是,若能将线条和平面间的间距缩小,则也同样会起到改善EMC性能的作用。我们都已知道,PCB发射的一个重要原因就是由于部分有用的差模(DM)信号被转换成了不希望存在的共模(CM)噪声。然后,CM噪声又从线条、平面以及它们所附属的电缆和其他连接器等借以意外天线的方式发射出去。同样地根据互易原理,它的逆过程(CM转换成DM)是如何处理敏感性的重大问题。由此而引起在PCB线条DM中出现的噪声会在半导体中以直接的或者通过解调或互调制的方式对电路的运行形成干扰。

当一个线条的宽度变得可以与它和基板面之间的间距相比拟时,CM-DM转换率(以及DM- CM转换率)开始下降,同时也就改善了发射和抗扰度。比如,把线条-平面间距减半,或将平面尺度加倍,CM发射通常会降低大约6dB。线条-平面间距的继续缩小或平面尺度的继续加大,所引起的发射也会成比例地继续下降。

显然,上述的情况是我们最为期望的情况。目前所使用的大多数PCB线条的宽度大都在0.25mm(0.010in),[在英国称之为“thou”,而在美国称之为“mil”(密耳)]~0.18mm(0.007in)之间。根据上面的讨论,显然应将所使用的线条-平面间距定为与这个尺寸相类似或更小来作为我们的目标。理想情况下,线条-平面间距应为线条宽度的一半,并且平面面积以尽可能大为原则。甚至将PCB本身制作得略大一些,以容纳附加0V平面的边界面积来改善EMC性能也是值得一试的。况且,这还未包括由此还会进一步降低PCB边缘场,并更进一步改善了EMC性能在内。(www.xing528.com)

传统的PCB层叠,在没有任何有说服力的原因下,而总是使用相等的层间间距。现代工程实践,理想的情况则是根据需要设计使用非等距层间间距。当然,假如一个具有许多层的PCB,而相等层间间距又会导致线条-平面间距大约为0.15mm(0.006in)或更小的话(比如一个1.6mm厚的PCB具有10层或更多层次),那么,使用等间距的层间间距也是可以考虑的。

使用非常小线条-平面间距时可能出现的一个问题是,它们对线性特性阻抗的影响(请参阅本篇第5章)。随着所使用的线条-平面间距越来越小,在不使用更为细小的PCB线条制造技术和工艺情况下,要获得较高的Z0值会越来越困难。同时,为了做到这一点,花费也必然有所增加。例如,一个0.2mm(0.008in)宽的,采用重量为1oz(盎司,1oz=28.3495g)的铜材的线条与平面的间距为0.15mm(0.006in)时的特性阻抗大约为58Ω。但为了将它的特性阻抗提高到80Ω,倘若采用0.5oz的铜材,则要求线条宽度小于0.1mm(0.004in)。

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