信號完整性系列之“減小輻射的20H原則”

時間：2021-07-18 00:22:10

關(guān)鍵字：信號完整性 20H原則

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[導(dǎo)讀]本文主要介紹電源平面處理時的20H原則。

隨著系統(tǒng)速率的提高，高速數(shù)字信號產(chǎn)生的電磁干擾會向外界產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射，引起系統(tǒng)的電磁輻射嚴(yán)重超過EMC測試標(biāo)準(zhǔn)。其中多層板的板邊輻射就是比較常見的電磁輻射源，當(dāng)非預(yù)期的電流達(dá)到接地層和電源層的邊緣時，便會發(fā)生邊緣輻射，簡而言之就是PCB板電源層與地層之間的電場是變化的，在板的邊緣會向外輻射電磁干擾，即所謂的邊緣效應(yīng)的影響。20H原則是指PCB鋪平面時電源層相對地層內(nèi)縮20H（H為電源平面距離地平面的距離）的距離，這樣做是為了抑制邊緣輻射效應(yīng)。如下圖所示，電路板的邊緣會向外輻射電磁干擾，將電源層內(nèi)縮，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。如下圖所示，在高速PCB中，通常電源平面和地平面間相互耦合RF能量成為邊緣磁通泄露情況，而且RF能量（RF電流）會沿著PCB邊緣向外輻射電磁干擾，為了減少這種耦合效應(yīng)，所有的電源平面物理尺寸都要比最近鄰的地平面縮進(jìn)20H，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)，此時RF能量有回流平面與之耦合。為了有效的提高EMC，內(nèi)縮10H時，磁通泄漏就可以出現(xiàn)顯著改變；內(nèi)縮20H時，可以抑制70%的磁通泄漏；內(nèi)縮100H時，可以抑制98%的磁通泄漏。雖然100H有更好的抑制效果，但是電源平面與地平面邊緣縮入在比20H更大時，會增加板間物理距離，電源平面的面積也會減小，而且不會使輻射電流顯著的減小。