高速PCB板設計技術十三

4．電磁干擾（EMI） EMI對于速度來說更加重要。高速設備對干擾更加敏感。它們會受到短時脈(glitch)的影響，而低速設備就會忽略這樣的影響。即使PCB板或者系統(tǒng)不是十分敏感，美國 FCC，歐洲的 VDE 和 CCITT，都制定了一些板子可能會產(chǎn)生的高頻噪聲的限制。 設計者可以通過屏蔽，過濾，避免環(huán)路，在可能的時候降低設備速度等方法減小 EMI。雖然屏蔽技術不在本文的討論范圍之內(nèi)，但是其他的方法我們后面都要討論。 4.1 環(huán)路（loops） 電流回路是設計中無法避免得。它們就像天線(antennae)一樣。減小環(huán)路的 EMI 意味著減小環(huán)路的數(shù)量和環(huán)路的天線效力。不要人為制造環(huán)路；將自然環(huán)路做得越小越好。 1. 保證每條信號線的兩點之間只有一條路徑，這樣可以避免人為的環(huán)路。 2. 盡可能使用地平面。最小的自然電流環(huán)路會自動產(chǎn)生地平面。使用地平面的時候，必須保證信號回路沒有阻塞。 如果必須使用電源總線，應該將高速信號線放在電源總線垂直上方或者旁邊。 4.2 過濾（filtering） 過濾是電源線的標準。它也可以被應用到信號線中，但是只是作為最后選擇的手段，如果信號源噪聲實在無法消除，才會使用這種方法。 過濾有三種選擇：旁路電容，EMI過濾器和磁鐵珠法。旁路電容在第一節(jié)已經(jīng)討論過。EMI過濾器是商業(yè)上通用的過濾器，適用于很寬的頻率范圍。磁鐵珠(ferrite ceramics)它可以給電線加入一定的電感。它們經(jīng)常被用作高頻干擾抑制器（high-frequency suppressors） 。 4.2.1 EMI 過濾器 EMI過濾器是商業(yè)生產(chǎn)的用于削弱高頻噪聲的設備。它們最初是為了過濾電源線的噪聲而制造的。它們分離系統(tǒng)之外的電源（被稱為 the line）和系統(tǒng)內(nèi)部的電源（被稱為 load）。它們產(chǎn)生的是雙向的影響：它們過濾板子或者設備輸入的噪聲，也過濾板子或者設備輸出的噪聲。 EMI由電感和電容復合而成。大體上，配置決定于連接節(jié)點所需要的阻抗大小。高阻抗節(jié)點需要一個電容來連接；而低阻抗節(jié)點需要一個電感來連接。EMI 過濾器有如下幾種配置：自由旁路電容器（feedthrough） ，L（形）-Circuit, π （形）-Circuit, T（形）-Circuit。 l 自由旁路電容器只含有一個電容（圖 37a） 。適用于連接過濾器的阻抗很高的情況。注意，它不提供節(jié)點之間的高頻電流分離。 l L-Circuit 在電容的一邊有一個電感（圖 37b） 。它適用于 the line 和 load 的阻抗差別很大的情況。電感元件應該與最小的阻抗連接。 l PI-Circuit 是有兩個電容環(huán)繞一個電感組成的（圖 37c）。PI 過濾器適用于 the line和 load 的負載很高，而且削弱水平要求較高的情況。 l T-Ci rcui t 是在一個電容的某一側加一個電感，形成 T 型構成的（圖 37d）。它適用于 the line 和load 阻抗都很低的情況。LC 過濾器依照插入損失（insertion loss）定價。插入損失是由于插入了過濾器而造成的信號損失。插入損失用分貝描述。過濾器生產(chǎn)商應該根據(jù)規(guī)定的頻率范圍提供過濾器的曲線圖。