EMI防护设计要点总结

1)电磁干扰三要素:干扰源、耦合通道及敏感设备,如图9-7所示,我们不能处理敏感设备,所以处理EMI就只能从干扰源跟耦合通道入手。解决EMI问题,最好的方式就是消除干扰源,消除不了的就想办法切断耦合通道或者避免天线效应;

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图9-7 EMC三要素

2)PCB上干扰源一般很难完全消除,可以通过滤波、接地、平衡、阻抗控制,改善信号质量(如端

接)等方法来应对。各种方法一般会综合运用,但良好的接地是最基本的要求;

3)常用应对EMI材料有屏蔽罩、专用滤波器、电阻、电容、电感、磁珠、共模电感/磁环、吸波材

料、展频器件等;

4)滤波器选择原则:若负载(接收器)为高阻抗(一般的单端信号接口都是高阻抗,比如SDIO、RBG、CIF等),则选择容性滤波器件并入线路;若负载(接收器)为低阻抗(比如电源输出接口),则选择感性滤波器件串入线路。使用滤波器件后不能使信号质量超出其SI许可范围。差分接口一般使用共模电感来抑制EMI;

5)PCB上屏蔽措施需良好接地,不然可能会引起辐射泄露或者屏蔽措施形成了天线效应,连接器的

屏蔽需符合相关技术标准;

5)RK3588展频的能分模块使用。展频的程度需根据相关部分对信号的要求而定。具体措施见RK3588展频说明;

6)所有时钟串接的匹配电阻,建议保留,提供匹配阻抗,提高信号质量的改善措施;

7)DC电源输入处,有条件可预留电源共模电感或EMI滤波器;

8)USB、HDMI、VGA、屏连接座等接口处增加预留共模电感或滤波电路;

9)有加散热器时,要注意散热器也有可能耦合EMI能量,产生辐射,在选用散热器时除了满足热设计要求,还应满足EMI测试要求。散热器要预留接地条件,当有需要接地时,将散热器接地,此处不好明确接地点个数及怎么选择接地点,需要第一个版本硬件在实验室实际测试时依据实际情况整改;

12)EMI跟ESD对LAYOUT的要求有高度一致性,前述ESD的LAYOUT要求,大部分适用于EMI防护。另外增加下面的要求:

A、尽量保证信号完整性;

B、差分线要做好等长及紧密耦合,保证差分信号的对称性,以尽量减少差分信号的错位,避免转化成引起EMI问题的共模信号,如图9-8所示。

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图9-8 差分信号的对称性

C、有插件器件等带金属壳器件的元件,应避免耦合干扰信号从而辐射。也要避免器件的干扰信

号从壳体耦合到其他信号线;

D、所有时钟串接的匹配电阻靠近CPU端(源端),CPU管脚和电阻之间走线必须控制在400mil以内;

E、如果PCB超过4层板,建议让所有时钟信号尽量走内层;

F、防止电源辐射,电源层覆铜必须内缩,以一个H(电源和地之间的介质厚度)为单位,建议

内缩20H,我们要求地平面大于电源或信号层,这样有利于防止对外辐射干扰和屏蔽外界对自身的干扰,(一般情况下在PCB设计的时候把电源层比地层内缩1mm即可,不然严格去满足20H的话会导致PCB走线不方便,如图9-9所示。)

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图9-9 20H原则