九﹑电路板设计的考量 在前章节有提到噪声辐射的主要来源有三个﹐一个是共模电压﹐一个是电流回路﹐另一个则是天线的长度﹐因此我们在电路板设计和Layout时﹐如何处理这些问题呢﹖也就是如何把这三个观念﹐充分运用在实际的电子产品设计中﹐便是本节所要讨论的重点了。 当然我们第一个面临的课题﹐就是降低共模电压(VcM)﹐...
九﹑
电路板设计的考量
在前章节有提到噪声辐射的主要来源有三个﹐一个

共模
电压﹐一个是
电流回路﹐另一个则是天线的

度﹐因此我们在电路板设计和Layout时﹐如何处理

些问题呢﹖也就是如何把这三个观念﹐充分运用在实际的
电子产品设计中﹐便是本节所要讨论的重点了。
当然我们第一个面临的课题﹐就是降低共模电压(VcM)﹐共模电压是存在哪边呢﹖基本上共模电压就是存在于接地上的噪声电压﹐在第六节中的共模和异模讨论中已有分析VCM = ICM X RG﹐因此我们第一个要降低ICM噪声回路电流的大小。
而这个ICM怎幺来的呢﹖在图十三中可以看到在反向器1和反向器2中﹐分别有I1﹑I2的回路电流存在﹐因此ICM和电路板使用的组件有关﹐因此队了改变组件外﹐并无其它较好的方法来降低这个

数。
在实际运用上有些对策工程师会考虑在重要IC组件的接地脚位上﹐加一些电感及bead的组件﹐希望能达到降低ICM的效果﹐事实上这个方法是一个错误的方法﹐因为从VCM = ICM X RG的角度来看﹐加上bead往往只会提高了RG的阻抗﹐这反而会使得VCM 值更大噪声反而变得更差﹐当然大某些情况下﹐在一些IC组件的接地脚位﹐适当的预留bead脚位﹐然后对策时加上bead﹐有时也能改善某些噪声的辐射。
在RG的考虑上则从图十三中可以看到﹐不同的回路电流有着不同的阻抗存在﹐这是因为各各回路电流所走的路径是不相同的﹐就一般的电路板layout走线来考量﹐如果假设噪声为100MHz的频率﹐则每一英寸(2.45cm)的长度约有12.5Ù 的阻抗﹐也就是回路电流走的愈远﹐那幺相对于共模电压也就会变大。
在前面已提到回路电流ICM往往无法降低﹐而和使用的组件本身特性有关﹐因此如何降低回路阻抗﹐则是设计上一个重要的方向﹐也就是在电路板layou香﹐如何规划重要IC组件都能有最低的回路阻抗﹐即为EMC layout的重点。
而第二个影响因素回路电流所绕的面积﹐也就是噪声辐射和电流回面积成正比﹐当回路面积愈大时﹐则相对产生的辐射时也会愈大。
很多设计工程师或EMC对策工程﹐往往无法了解适当控制回路阻抗的重要与效果﹐而将重点放在一些Clock
信号的处理上﹐在此笔者用一个实际电路板Layout的范例来计算说明这些差异。
上两个图为同一个IC组件﹐但是接地回路的走法是不同的差异﹐首先来计算这两种不同layout上所产生的VCM 大小。
VCM 15=ICM X 12.5 Ù x 9inch=1