核心板带来的共模干扰，如何去除？(已解决)

只看该作者 · 2009-3-23 12:43

我布了一个双面的pcb上，电源线（3.3V）和地线基本是并行走的（减小电流回路面积），没有进行覆铜。(这里的地是电源地，没有和大地连接。)
现在用示波器来测量电路板电源线上各点的电压值，发现了一个问题，特向大家请教。
3.3V的电源是用LDO实现的。示波器的探头的鳄鱼夹（地）就接在LDO的地上，测量电源线上各点的电压值，基本的情况是离LDO越远，噪声就越大，到远端的时候，示波器上显示的电压就呈带状了。我记录了一下，高电压达到4.28V，低电压达到2.64V。
示波器探头上的鳄鱼夹接在LDO的地上，探头测量远端的地，发现远处的地上也有和电源线上比较类似的噪声，幅度及频率基本一样。
如果探头上的鳄鱼夹跟着探头走，也就是在测量点附近取地，测量的电压值就比较干净，没有那么大的噪声。
从上面的现象看，相对LDO的地，远端的电源和地有共模噪声。
由于电源线和地线基本是并行走的，加电容很容易。所以每隔一段路，我都加了104的贴片电容进行去耦。另外还加了一些电解电容。这些电容对共模噪声影响不太，我去掉或加上一两个，都没有什么效果。
这个电路板是做底板用的，通过排针接了一个arm9的核心板，频率有几百兆。核心板的数据被引出了在底板上有使用。如果不接核心板，基本没有共模干扰信号。

不知道大家可遇到比较类似的问题。是什么原因引起的，有什么好的解决方法？谢谢！

只看该作者 · 2009-3-23 22:25

核心板与底板连接的地线可能不够导致电源的回流路径受阻，以至于在电源线拉长之后回流不畅，从你测试各点的电压就可以看出来。

建议增加一些核心板和底板的接地线，尽量使回流地的面积加大，看一下效果。

只看该作者 · 2009-3-24 10:42

pcb图贴出来了。地就取在LDO的管腿上，测量点是电容的正极。图中点亮的是3.3V的电源线，40mil的宽度。依偎在它旁边的就是GND线，宽度也是40mil。（底板给核心板提供的5V电源。）
上面分析了相对与LDO的地，电源线与地线上有共模干扰。我在图中所示的位置将电源线和地线切断，加上了共模电感。
测量的结果不好，噪声幅度进一步加大，以至系统都不能正常启动，报crc校验错误。
图上的电源线和地线看上去比较绕，飞线取直拉过去，没有什么效果。

只看该作者 · 2009-3-24 10:49

个人感觉底板给核心板提供的接地点还是挺多的，如下图。
“建议增加一些核心板和底板的接地线，尽量使回流地的面积加大”，可有什么具体做法？

只看该作者 · 2009-3-24 15:18

我将测量点电容上方的的3.3V和GND切断，然后添加了一个输出为3.3V的LDO,个下方的电路供电，从其它地方直接拉5V和GND过来给此LDO供电。共模干扰依然存在。
这种干扰属于传导干扰还是辐射干扰？
增加共模电感，相对于增加电容，应该属于在干扰产生之后堵干扰的方式，效果不好。
没有覆铜，又是双面板，没有大面积的地，所以不能给信号提供短的回流路径，增加了EMI风险。
不知道分析得可对？各位是否根据电路板的现状，给出一些应对措施。如果实在不行，下一版我准备改成四层板，增加地层和电源层。谢谢！

只看该作者 · 2009-4-23 12:55

现在测量，共模干扰都没有了。还是多层板好啊！

只看该作者 · 2009-4-24 08:47

其实我很想知道为什么不铺地。

只看该作者 · 2009-4-24 09:38

楼主可以换个大功率的，或者先并联多个测试一下。
还有LDO的外围电路最好参考datasheet来接吧。

只看该作者 · 2009-4-24 12:52

我的板子上有模拟电路和数字电路，对铺地搞得不是很清楚，不敢冒然使用。

只看该作者 · 2009-4-24 14:11

“如果不接核心板，基本没有共模干扰信号”这点来看，确实“这种干扰属于传导干扰还是辐射干扰？”

对于传导干扰，不妨测一下核心板所需的电流，arm9+几百M的频率，估计不会很低。
同时可以根据这个电流用适当的电阻替代核心板，然后再测量电压是否跌的厉害，用电阻主要是为了排除辐射的影响。

对于辐射干扰，让arm9休眠…… 当然也可以用铁板什么的屏蔽下

不过话说回来，铺地后这两干扰都可以很好的除去……

只看该作者 · 2009-4-28 18:47

to gezhi：
板子确实比较耗电，在启动的过程中，电流最大值达到590mA，平常的工作电流为482mA左右。
我使用的是电源是采用7805+1117-3.3，7805的允许最大电流是1A，1117是800mA，感觉有些不足。
不知道就电源这一块有没有什么比较好的办法。mic29300是否好一些。
to mklwcai：
核心板是三星的2440，工作在400M。我曾试过将频率降低到一百多兆左右，不起作用。
现在来看应该不是传导或辐射干扰。
1.电源线和地线不够粗，而且比较长。大量数字芯片频繁的开关动作，对瞬态电流要求很高，单单靠去耦电容已经不能提供足够的电荷。走线的电感效应导致了地线和电源线上出现了“地弹”。
2.没有覆铜。底板没有对地线覆铜，不能提供大面积的地，导致信号的不能从最短的路径回流，回流面积增大，进一步加剧了电源线和地线上的噪声。
单单对地线进行覆铜，不知道在这个电路板是否能起到作用。电源走线是否也应该做加粗处理？