优化后的PCB布局
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噪声主要通过走线和元件(在激发后相当于天线)接收和发射。当电流、电压或电磁通量发生变化时,每个环路和走线均包含寄生电感和电容,会辐射和吸收能量。
由于MCU芯片的尺寸与EMI信号波长(在GHz范围内,通常为mm对EMI信号的数十cm)相比很小,因此MCU芯片本身对EMI具有高抗扰性并且生成的EMI很少。因此,具有小环路和 短接线的单芯片解决方案可减少噪声问题。
PCB层面的初步措施是减少可能有的天线数量。在考虑连接到MCU的环路和接线(例如电源、振荡器和I/O)时应特别注意。振荡器环路以高频率工作,因此必须特别小心。如下图所示。
同时降低走线的电感和电容通常较为困难。实际经验表明,在大多数情况下,电感是第一个要最小化的参数。
通过减小走线的长度和表面可以降低电感。这可以通过将走线环路布置在同一或互相重叠的 PCB层上相近的位置来实现如下图所示。
这样得到的环路面积较小,电磁场可以彼此消减。
电感值与线环定义的面积之比约为10nH/cm2。低电感接线的典型示例是同轴双绞线或具有 一个接地层和一个供电层的多层PCB。由于走线被放大或电流中安装的多个并联的小电容, 走线中的电流密度也可能变小。
严重情况下,MCU和PCB之间的距离,以及MCU与其环境之间环路的表面,都必须最小化。通过移除MCU封装和PCB之间的任何插座,用塑料MCU封装取代陶瓷MCU封装,或使用表面 安装而不是双列直插封装,可以实现这一点。
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