高頻PCB設計出現(xiàn)干擾怎么解決

PCB板的設計中，隨著頻率的迅速提高，將出現(xiàn)與低頻PCB板設計所不同的諸多干擾，主要有四方面的干擾存在，主要有電源噪聲、傳輸線干擾、耦合、電磁干擾（EMI）四個方面。

高頻PCB設計出現(xiàn)干擾怎么解決

一、PCB設計中消除電源噪聲的方法有如下幾種

1、注意板上通孔：通孔使得電源層上需要刻蝕開口以留出空間給通孔通過。而如果電源層開口過大，勢必影響信號回路，信號被迫繞開，回路面積增大，噪聲加大。同時如果一些信號線都集中在開口附近，共用這一段回路，公共阻抗將引發(fā)串擾。如圖2所示。

圖2 旁路信號回路的公共路徑

2、連接線需要足夠多的地線：每一信號需要有自己的專有的信號回路，而且信號和回路的環(huán)路面積盡可能小，也就是說信號與回路要并行。

3、模擬與數(shù)字電源的電源要分開：高頻器件一般對數(shù)字噪音非常敏感，所以兩者要分開，在電源的入口處接在一起，若信號要跨越模擬和數(shù)字兩部分的話，可以在信號跨越處放置一條回路以減小環(huán)路面積。用于信號回路的數(shù)模間的跨越如圖3 所示。

圖3 用于信號回路的數(shù)模間的跨越

4、避免分開的電源在不同層間重疊：否則電路噪聲很容易通過寄生電容耦合過去。

5、隔離敏感元件：如PLL。

6、放置電源線：為減小信號回路，通過放置電源線在信號線邊上來實現(xiàn)減小噪聲，如圖4所示。

圖4 信號線邊上放置電源線

二、PCB設計中消除傳輸線干擾的方法如下：

（a）、避免傳輸線的阻抗不連續(xù)性。阻抗不連續(xù)的點就是傳輸線突變的點，如直拐角、過孔等，應盡量避免。方法有：避免走線的直拐角，盡可能走45°角或者弧線，大彎角也可以；盡可能少用過孔，因為每個過孔都是阻抗不連續(xù)點，如圖5所示；外層信號避免通過內(nèi)層，反之亦然。

圖5 消除傳輸線干擾的方法

（b）、不要用樁線。因為任何樁線都是噪聲源。如果樁線短，可在傳輸線的末端端接就可以了；如果樁線長，會以主傳輸線為源，產(chǎn)生很大的反射，使問題復雜化，建議不要使用。

三、PCB設計中消除串擾的方法有如下幾種

1、兩種串擾的大小均隨負載阻抗的增大而增大，所以應對由串擾引起的干擾敏感的信號線進行適當?shù)亩私印?/p>

2、盡可能地增大信號線間的距離，可以有效地減少容性串擾。進行接地層管理，在布線之間進行間隔（例如對有源信號線和地線進行隔離，尤其在狀態(tài)發(fā)生跳變的信號線和地之間更要進行間隔）和降低引線電感。

3、在相鄰的信號線間插入一根地線也可以有效減小容性串擾，這根地線需要每1/4波長就接入地層。

4、對于感性串擾，應盡量減小環(huán)路面積，如果允許的話，消除這個環(huán)路。

5、避免信號共用環(huán)路。

6、關注信號完整性：設計者要在焊接過程中實現(xiàn)端接來解決信號完整性。采用這種辦法的設計者可專注屏蔽用銅箔的微帶長度，以便獲得信號完整性的良好性能。對于在通信結構中采用密集連接器的系統(tǒng)，設計者可用一塊PCB作端接。

四、PCB設計中消除電磁干擾的方法有如下幾種

1、減小環(huán)路：每個環(huán)路都相當于一個天線，因此我們需要盡量減小環(huán)路的數(shù)量，環(huán)路的面積以及環(huán)路的天線效應。確保信號在任意的兩點上只有唯一的一條回路路徑，避免人為環(huán)路，盡量使用電源層。

2、濾波：在電源線上和在信號線上都可以采取濾波來減小EMI，方法有三種：去耦電容、EMI濾波器、磁性元件。EMI濾波器如圖7所示。

圖7 濾波器的類型

3、屏蔽。由于篇幅問題再加上討論屏蔽的文章很多，不再具體介紹。

4、盡量降低高頻器件的速度。

5、增加PCB板的介電常數(shù)，可防止靠近板的傳輸線等高頻部分向外輻射；增加PCB板的厚度，盡量減小微帶線的厚度，可以防止電磁線的外溢，同樣可以防止輻射。