先進(jìn)emc的pcb設(shè)計(jì)和布局第8部分(存儲(chǔ)版)
【正文】 盡管它為從直流到10GHz的所有頻率計(jì)算三維場模式，這兩幅圖僅顯示了一個(gè)平面上一個(gè)頻率處的場模式。文獻(xiàn)[7]，對(duì)于PCB平面—基座結(jié)合，使用有電阻（有損耗）的結(jié)合而不是0Ω結(jié)合，以增加共振頻率以下的發(fā)射為代價(jià)，減少了共振峰的幅度。 這些模擬結(jié)果暗示了一些有趣和有用的應(yīng)用，特別是它證明試圖移動(dòng)高于涉及的頻率范圍的最低散熱共振是不現(xiàn)實(shí)的。推薦這樣做，是因?yàn)橐恍┙饘倭慵闹圃焐匣蝈兡ど滩涣私獗砻鎮(zhèn)鲗?dǎo)性規(guī)范，并可能突發(fā)奇想，使用絕緣十足的聚合物（這些是人眼看不見的）涂層。 可能的地方，增加氣流（或其它冷卻介質(zhì)），以便能減少散熱器的尺寸，增加其最低共振頻率。 導(dǎo)熱管中從設(shè)備收集熱量的部分應(yīng)該非常小，本身應(yīng)該具有比整個(gè)導(dǎo)熱管（或等價(jià)的直接固定到設(shè)備的散熱器）高得多的共振頻率。我曾看見PCB上的一個(gè)不超過20mm見方的低成本反相器，有一個(gè)單一的TO220電源開關(guān)設(shè)備垂直地樹立在PCB上。其目的是激勵(lì)電源設(shè)備引起的零散電流以涉及的最高頻率處的較低阻抗，返回到PCB（從而回到所有相關(guān)的電源橫條），這樣（由于趨膚效應(yīng)）這些電流幾乎停留在封閉的內(nèi)部，不引起外部發(fā)射。 電源設(shè)備通常沿PCB的一個(gè)邊緣裝配，這樣就可以使用金屬封閉作為散熱以節(jié)省成本，如圖8R。 內(nèi)部金屬層應(yīng)該直接結(jié)合到適當(dāng)?shù)钠矫?，理想情況下應(yīng)該是平面周邊的多個(gè)位置，以減少發(fā)射，增加最低共振頻率，如前面討論的那樣。它可以是直接焊接或錫焊到散熱器的結(jié)束結(jié)構(gòu)，或形成其固有的一部分。這樣的金屬結(jié)構(gòu)有時(shí)稱為“尖樁籬笆”或“畫框”。在PCB級(jí)別屏蔽IC(如[12]中討論)限制了氣流，可能引起過熱，將屏蔽與散熱組合可以解決這個(gè)問題。圖8N給出了Intel設(shè)計(jì)的例子[19] 很簡單，焊接到PCB、與設(shè)備之上的散熱器進(jìn)行彈簧舌接觸的金屬壓模 (中間的洞用于IC和散熱器之間熱傳導(dǎo)介質(zhì))。增加更多的結(jié)合點(diǎn)的趨勢(shì)為：增加最低共振的頻率，這個(gè)頻率的發(fā)射水平減少到75%以下。 圖8L繪制了圖8J和8K中的情況下，散熱器上方的一個(gè)點(diǎn)處的場強(qiáng)與頻率的關(guān)系。多個(gè)平面結(jié)合點(diǎn)應(yīng)該沿散熱器分布，以減少結(jié)合電感和提高散熱器的共振頻率。最低的共振頻率由其最長的三維對(duì)角線的半波共振確定，例如，60mm管狀散熱器的首次（最低） GHz左右。連接方法、平面或電源橫桿在涉及到的最高頻率下具有低阻抗，這也很重要。如果散熱器引起發(fā)射問題，可能從散熱器耦合的外部電磁場產(chǎn)生抗擾性問題，在這里它可能耦合進(jìn)IC或電源設(shè)備。 當(dāng)IC或電源晶體管中的電壓波動(dòng)時(shí)，金屬散熱器與其冷卻的IC或電源半導(dǎo)體之間的零散電容將零散噪聲電流注入散熱器，其結(jié)果是，浮動(dòng)的散熱器經(jīng)歷波動(dòng)的噪聲電壓，引起電場發(fā)射。但如果遵循本系列所有文章的建議，通常可以讓它們具有比它們要取代的更大設(shè)備的更好的EMC。 當(dāng)信號(hào)高于10Gb/s時(shí)，文獻(xiàn)[9]指出，諸如FR4等玻璃纖基底上長度大于600mm的跡線將有嚴(yán)重的SI和/或EMC難度。 這個(gè)例子不均勻雙端子，高數(shù)字速率或頻率信號(hào)不是很好電源出/入針腳 理想時(shí)每個(gè)信號(hào)針腳都應(yīng)該有一個(gè)鄰接的電源/0V針腳對(duì)，但由于成本和空間約束，通常僅對(duì)關(guān)鍵信號(hào)才這樣作，諸如高速（例如Gb/s）互連。1 到PCB的電源連接這個(gè)系列適合將在PCB上構(gòu)造的電子電路的設(shè)計(jì)人員，并可作為PCB設(shè)計(jì)人員的課程。 一些多方面的最終問題在此前，電磁兼容雜志發(fā)表的 電磁兼容技術(shù)設(shè)計(jì)系列文章 [1]就包括了一節(jié)PCB設(shè)計(jì)和布局，但僅僅覆蓋了PCB中最基本的EMC技術(shù)，即無論電路有多簡單，所有PCB都必須遵循的技術(shù)。本系列描述了少數(shù)還沒有完全檢驗(yàn)過的技術(shù)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，我們會(huì)指出。 所有攜帶電源和OV的PCB連接器都應(yīng)該使用鄰接其電源的針腳和OV連接。 圖8A 上述指南也適用于到電纜的連接，以及板間連接。 低k基底的EMC優(yōu)點(diǎn)在于有比較低的非均衡水平，這可以用差分線路對(duì)來實(shí)現(xiàn)，參見[6]。圖8B顯示了SI、基底損耗率、跡線長度之間的關(guān)系。但是，在COB的泡狀蓋保護(hù)上面噴上感應(yīng)墨水，屏蔽COB就比較容易，且成本低。如果參考電壓點(diǎn)不是正確的點(diǎn)，則以這種方式注入到其中的噪聲電流可以引起自干擾或引起更多的發(fā)射。 在涉及的頻率范圍內(nèi)存在散熱共振的地方，IC或電源晶體管的最佳位置通常是散熱
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