铺铜片对 EMI 有什么影响?

 

双面板 PCB 系统铺地的理论和分析


1. 铺地好的方面:

注意信号线的 PCB 板边缘的走线 如果铺地;这个信号线对外的信号耦合就减小了;PCB 铺铜地在 PCB 板的边缘的地方就要有;

铺铜铺在信号线之间,它就能降低信号间的串扰,串扰中的 EMI 辐射是跟它间接的关系的!

 

如果两个都能达到或者做到了 EMI 效果就会好!铺地不是每个地方按面积来数的,地要有目标的去铺设才会有好的作用的!

 

2. 我的观点:

PCB 有铺铜的条件,且这个铺铜是有作用的,如果能提升 EMI 的性能;可建议采用 PCB 铺地铜的法则!

 

3. 注意点:

在这个设计上要铺地就要保证信号的铺地平面与系统的参考地电位的阻抗要足够小;否则这个铺地就会对辐射干扰或抗辐射干扰都会有影响!

 

实际案例分享

对于高频的应用电子产品线路;系统由于共模电流的干扰 EMI 的问题,我们在 DC-DC 直流电流输出端以及功能电路的接口连接器端需要增加共模电感及其组合的 LCM*C 的 EMI 滤波器的设计;此时的 PCB 铺地铜布局布线会对我们的高频 EMI 就会带来影响;分析参如下:

 

 

分析:

1. 当电子线路中有共模电感的滤波设计时,前后级进行 PCB 铺地铜设计时 TOP 层的走线与 BOTTOM 底层的 PCB 铺地就会存在耦合电容 Cp;高频的骚扰信号就会通过耦合电容影响共模电感的噪声阻抗性能;等效电路如下:

 

 

 

2. 比如系统的设计 LCM 器件的杂散电容为 2pF;其谐振频率点在 4MHZ 左右;进行 PCB 的铺地铜的设计由于 PCB 的布线,其输入的走线与 PCB 的铺地铜带来有 6pF 的耦合电容参数;在其 LCM 的谐振点后就会降低其阻抗值 - 如上图的频率&阻抗特性曲线参考数据;在进行 EMI 测试时就会带来高频>4MHZ 的高频 EMI 的问题!

 

3. 在进行 PCB 双面板布线铺铜地的设计时;在某些电路设计中改进 PCB 布局及走线就可以降低高频的 EMI 电磁干扰;简单优化的 PCB 设计参考如下:

 

 

注意:如果接地层存在噪声耦合源,则接地层不应靠近敏感输入电路。

 

总结

对于 PCB 双面板的铺铜地不是每个地方按面积来铺设的,铺地要有目标的去铺设才能有好的作用,不正确的铺地设计反而会恶化系统的 EMC 性能。

 

实际应用中电子产品的 EMC 涉及面比较广;我们有时需要对电子设计师遇到的实际问题 进行实战分析!先分析再设计;实现性价比最优化原则!