高速PCB设计指南之八VIP免费

高速 PCB 设计指南之八第一篇 掌握 IC 封装的特性以达到最佳 EMI 抑制性能将去耦电容直接放在 IC 封装内可以有效控制 EMI 并提高信号的完整性，本文从 IC 内部封装入手，分析 EMI 的来源、IC 封装在 EMI 控制中的作用，进而提出 11 个有效控制EMI 的设计规则，包括封装选择、引脚结构考虑、输出驱动器以及去耦电容的设计方法等，有助于设计工程师在新的设计中选择最合适的集成电路芯片，以达到最佳 EMI 抑制的性能。 现有的系统级 EMI 控制技术包括：（1）电路封闭在一个 Faraday 盒中(注意包含电路的机械封装应该密封)来实现 EMI 屏蔽；（2）电路板或者系统的 I/O 端口上采取滤波和衰减技术来实现 EMI 控制；（3）现电路的电场和磁场的严格屏蔽，或者在电路板上采取适当的设计技术严格控制 PCB 走线和电路板层(自屏蔽)的电容和电感，从而改善 EMI 性能。EMI 控制通常需要结合运用上述的各项技术。一般来说，越接近 EMI 源，实现 EMI 控制所需的成本就越小。PCB 上的集成电路芯片是 EMI 最主要的能量来源，因此如果能够深入了解集成电路芯片的内部特征，可以简化 PCB和系统级设计中的 EMI 控制。 PCB 板级和系统级的设计工程师通常认为，它们能够接触到的 EMI 来源就是 PCB。显然，在 PCB 设计层面，确实可以做很多的工作来改善 EMI。然而在考虑 EMI 控制时，设计工程师首先应该考虑 IC 芯片的选择。集成电路的某些特 征 如 封 装 类 型 、 偏 置 电 压 和 芯 片 的 工 艺 技 术 ( 例 如CMOS、ECL、TTL)等都对电磁干扰有很大的影响。本文将着重讨论这些问题，并且探讨 IC 对 EMI 控制的影响。1、EMI 的来源 数字集成电路从逻辑高到逻辑低之间转换或者从逻辑低到逻辑高之间转换过程中，输出端产生的方波信号频率并不是导致 EMI 的唯一频率成分。该方波中包含频率范围宽广的正弦谐波分量，这些正弦谐波分量构成工程师所关心的 EMI 频率成分。最高 EMI 频率也称为 EMI 发射带宽，它是信号上升时间而不是信号频率的函数。计算 EMI 发射带宽的公式为： F=0.35/Tr其中：F 是频率，单位是 GHz；Tr 是单位为 ns(纳秒)的信号上升时间或者下降时间。从上述公式中不难看出，如果电路的开关频率为 50MHz，而采用的集成电路芯片的上升时间是 1ns，那么该电路的最高 EMI 发射频率将达到 350MHz，远远大于该电路的开关频率。而如果 IC 的上升时...