多层板
发布时间:2014/4/23 20:32:24 访问次数:599
使用接地和(或)电源平面的多层板(四层或更多层)可以比双层设计显著减小辐射发射。LK1608150K-T常用的基本原则是:在同等条件下,四层板比双层板可减小20dB或更多的辐射。包含平面的电路板比没有平面的电路板要好很多,原因如下:
·平面允许信号布设在微带(或带状线)结构中。与单层或双层板上所用的随机迹线相比,这些结构是产生辐射较小的可控制阻抗的传输线。
·当返回电流在邻近的平面上时,减小了回路面积。
·接地平面使接地阻抗和接地噪声显著减小。
在频率20~25MHz,虽然双层板已被成功应用于非屏蔽机箱中,但这是例外而不是规律。这就要求设计团队具有丰富的EMC专业知识。在10MHz以上,多层板通常就应该被认真考虑。
多层板的目标
当使用多层板时,应该记住下面六个设计目标:
(1)信号层应该总是与平面相邻。
(2)信号层应该与相邻的平面层紧密耦合(靠近)。
(3)电源与接地平面应该紧密耦合在一起‘。
(4)高速信号应该布设在位于平面之间的埋层。因此.这些平面可以起到屏蔽的作用,并且抑制高速迹线的辐射。
(5)多层接地平面非常有优势,因为它们将降低电路板的接地(参考平面)阻抗,减小共模辐射。
(6)当在多于一层上布设关键信号时,它们应该被限制在与同一平面相邻的两层上。与前面的讨论一样,这个目标通常会被忽视。
大部分PCB设计者不能同时满足以上六个目标,所以需要折中。例如,人们经常面临选择,是信号与返回平面靠近(目标2)还是电源与接地平面靠近(目标3)。
另一个选择经常是布设信号与同一平面相邻(目标6),还是将信号层埋在平面之间来屏蔽(目标4)。如果板的层数允许,那么应该满足这些目标中的一个或另外一个。从EMC和信号完整性的角度考虑,通常使返回电流在单个平面上流动比把信号层埋在平面之间更重要。
目标1和2必须达到,不能折中。
很多优秀的电路板叠层只满足这6条设计目标中的4~5条就完全可以接受了。实际的PCB很少能满足以上全部6条。要满足上述6条目标中的5条,PCB至少需要8层。在4层和6层板上,以上目标中的某些总是必需折中的。在这些条件下,设计者必须确定哪些目标对于当前谩计是最重要的。
上面这段不能理解为在4层或6层板上不能获得好的EMC设计,因为这是可以实现的。
它只表明6个目标中只有4个可以同时满足,而一些折中是必需的。
从力学的角度考虑,另一个预期的目标是使板的横截面对称(或平衡)以防止变形。例如,在一块8层板上,如果第2层是一个平面,那么第7层也应该是一个平面。另一个考虑的问题是奇数还是偶数层。尽管奇数层PCBs可以制造,但是,通常制造偶数层的电路板更简单,也更便宜。这里介绍的所有结构都将使用对称或平衡的偶数层结构。如果不对称,或者允许使用奇数层的结构,那么另外的叠层结构也是可能的。
使用接地和(或)电源平面的多层板(四层或更多层)可以比双层设计显著减小辐射发射。LK1608150K-T常用的基本原则是:在同等条件下,四层板比双层板可减小20dB或更多的辐射。包含平面的电路板比没有平面的电路板要好很多,原因如下:
·平面允许信号布设在微带(或带状线)结构中。与单层或双层板上所用的随机迹线相比,这些结构是产生辐射较小的可控制阻抗的传输线。
·当返回电流在邻近的平面上时,减小了回路面积。
·接地平面使接地阻抗和接地噪声显著减小。
在频率20~25MHz,虽然双层板已被成功应用于非屏蔽机箱中,但这是例外而不是规律。这就要求设计团队具有丰富的EMC专业知识。在10MHz以上,多层板通常就应该被认真考虑。
多层板的目标
当使用多层板时,应该记住下面六个设计目标:
(1)信号层应该总是与平面相邻。
(2)信号层应该与相邻的平面层紧密耦合(靠近)。
(3)电源与接地平面应该紧密耦合在一起‘。
(4)高速信号应该布设在位于平面之间的埋层。因此.这些平面可以起到屏蔽的作用,并且抑制高速迹线的辐射。
(5)多层接地平面非常有优势,因为它们将降低电路板的接地(参考平面)阻抗,减小共模辐射。
(6)当在多于一层上布设关键信号时,它们应该被限制在与同一平面相邻的两层上。与前面的讨论一样,这个目标通常会被忽视。
大部分PCB设计者不能同时满足以上六个目标,所以需要折中。例如,人们经常面临选择,是信号与返回平面靠近(目标2)还是电源与接地平面靠近(目标3)。
另一个选择经常是布设信号与同一平面相邻(目标6),还是将信号层埋在平面之间来屏蔽(目标4)。如果板的层数允许,那么应该满足这些目标中的一个或另外一个。从EMC和信号完整性的角度考虑,通常使返回电流在单个平面上流动比把信号层埋在平面之间更重要。
目标1和2必须达到,不能折中。
很多优秀的电路板叠层只满足这6条设计目标中的4~5条就完全可以接受了。实际的PCB很少能满足以上全部6条。要满足上述6条目标中的5条,PCB至少需要8层。在4层和6层板上,以上目标中的某些总是必需折中的。在这些条件下,设计者必须确定哪些目标对于当前谩计是最重要的。
上面这段不能理解为在4层或6层板上不能获得好的EMC设计,因为这是可以实现的。
它只表明6个目标中只有4个可以同时满足,而一些折中是必需的。
从力学的角度考虑,另一个预期的目标是使板的横截面对称(或平衡)以防止变形。例如,在一块8层板上,如果第2层是一个平面,那么第7层也应该是一个平面。另一个考虑的问题是奇数还是偶数层。尽管奇数层PCBs可以制造,但是,通常制造偶数层的电路板更简单,也更便宜。这里介绍的所有结构都将使用对称或平衡的偶数层结构。如果不对称,或者允许使用奇数层的结构,那么另外的叠层结构也是可能的。