emi-emc設計(六)多層通孔和分離平面的概念

1、EMIEMC講座(六)多層通孔和分離平面的概念摘抄2010010711:04:55閱讀26評論0字號：大中小在走線路徑上使用通孔（via），是任何高速傳輸技術(shù)極關(guān)切的課題，因為它會產(chǎn)生電磁干擾和串音。此外，在分離的平面之間，絕不能發(fā)生互相重迭（overlay），這是PCB電路設計者最關(guān)心的問題之一。本文將介紹多層通孔、跳接、接地走線的概念及其之間關(guān)系，與各種分離平面的布線技巧，并說明可隔離電源和接電平面的鐵粉芯（ferrite）材質(zhì)之效

2、能特性。多層通孔當要將頻率（clock）訊號或高威脅性訊號由來源端繞線（routing）至負載端時，通常會經(jīng)過走線（trace）到達一個繞線平面（routingplane），例如：X軸，然后經(jīng)過相同的走線到達另一個平面例如：Y軸。而且假設每一個走線是與一個射頻回傳路徑（RFreturnpath）緊鄰，則沿著全部的走線路徑，就可以與共模射頻電流（commonmodeRFcurrent）緊密耦合。不過，在實務上，這種假設只有一部份是正確的。

3、當一個訊號走線從一電路層跳至另一電路層時，射頻回傳電流應該沿著走線路徑流動。當一個走線在兩個平面結(jié)構(gòu)之間，穿過一個PCB時，通常會將它們視為電源平面和接地平面，或者說這兩個平面具有相同的電位，而回傳電流在這兩個平面之間共享。回傳電流唯一可以在這兩個平面之間跳接（jump），是在去耦合電容的位置上。如果這兩個平面具有相同的電位，例如：0V（參考電壓），則射頻回傳電流將會在連接兩平面的通孔處發(fā)生跳接，而此通孔是供給一個組件使用。當從一個水平

4、層跳接至一個垂直層，射頻回傳電流是無法完全如此跳接的。這是因為在走線路徑上，有一個「不連續(xù)（discontinuity）」，那就是通孔?；貍麟娏鳜F(xiàn)在必須尋找一個替代的低電感（阻抗）路徑，如此才能完成它的回路。這個替代路徑可能不在通孔旁邊，結(jié)果，在訊號走在線的射頻電流可能會耦合至其它電路中，并產(chǎn)生串音（crosstalk）和電磁干擾的問題。下列的設計技巧，能夠有效地減少因為電路層之間的跳接所產(chǎn)生的串音和電磁干擾問題：圖一：PCB四層板的接

5、地走線之繞線當必須在電路層之間跳接時，要如何才能減少使用接地通孔呢？在正確的PCB電路設計中，最優(yōu)先的是頻率訊號的繞線，它是屬于「人工繞線」。在對這些優(yōu)先的少數(shù)走線（例如：所有的頻率訊號和高威脅性訊號）做繞線時，PCB電路設計者的選擇是比較多的，他們可以使用最短的走線距離（shtestManhattanlength）來繞線，使跳接位置緊鄰組件的接地通孔。此跳接將共享該組件的接地腳位之通孔。對這組件而言，此接地通孔將提供0V參考電壓，并允

6、許射頻回傳電流產(chǎn)生一個跳接。如附圖二所示。圖二：優(yōu)先的少數(shù)走線之人工繞線范例分離平面當使用多層板的PCB時，位于同一平面上的電源平面和接地平面有時會被分開。例如：將模擬電路和數(shù)字邏輯分開、IO互連電路的隔離、不同參考電壓的分割（例如：將5V區(qū)域和48V區(qū)域分割）、組件的隔離，但這些都需要射頻回傳路徑。經(jīng)定義好的射頻回傳路徑可以被比喻為一個道路路線圖，射頻回傳電流只在已經(jīng)定義好的路徑上流動。如果在一個平面上發(fā)生重迭，則必須在重迭的區(qū)域之間