LCD面板电路模块,升压回路经常使用到Boost方案,这种架构因为用到电感,经常会带出EMI的问题。另外LCD面板分辨率越来越高,数据传输速率越来越快,也容易引起EMI问题。
EMI的产生是由于电磁干扰源通过耦合路径将能量传递给敏感系统造成的。它包括经由导线或公共地线的传导、通过空间辐射或通过近场耦合三种基本形式。EMI的危害表现为降低传输信号质量,对电路或设备造成干扰甚至破坏,使设备不能满足电磁兼容标准所规定的技术指标要求。
在前期,应合理的Layout尽量降低EMI水平,布局的基本原则如下:
- 模拟信号易受数字信号的干扰,模拟电路应与数字电路隔开;
- 时钟线是主要的干扰和辐射源,要远离敏感电路,并使时钟走线最短;
- 大电流、大功耗电路尽量避免布置在板中心区域,同时应考虑散热和辐射的影响;
- 连接器尽量安排在板的一边,并远离高频电路;
- 输入/输出电路靠近相应连接器,去耦电容靠近相应电源管脚;
- 充分考虑布局对电源分割的可行性,多电源器件要跨在电源分割区域边界布放,以有效降低平面分割对EMI的影响;
- 回流平面(路径)不分割。
布线的原则是:
- 阻抗控制:高速信号线会呈现传输线的特性,需要进行阻抗控制,以避免信号的反射、过冲和振铃,降低EMI辐射。
- 将信号进行分类,按照不同信号(模拟信号、时钟信号、I/O信号、总线、电源等)的EMI辐射强度及敏感程度,使干扰源与敏感系统尽可能分离,减小耦合。
- 严格控制时钟信号(特别是高速时钟信号)的走线长度、过孔数、跨分割区、端接、布线层、回流路径等。
- 信号环路,即信号流出至信号流入形成的回路,是PCB设计中EMI控制的关键,在布线时必须加以控制。要了解每一关键信号的流向,对于关键信号要靠近回流路径布线,确保其环路面积最小。
对低频信号,要使电流流经电阻最小的路径;对高频信号,要使高频电流流经电感最小的路径,而非电阻最小的路径(见图1)。对于差模辐射,EMI辐射强度(E)正比于电流、电流环路的面积以及频率的平方。(其中I是电流、A是环路面积、f是频率、r是到环路中心的距离,k为常数。)
因此当最小电感回流路径恰好在信号导线下面时,可以减小电流环路面积,从而减少EMI辐射能量。
- 关键信号不得跨越分割区域。
- 高速差分信号走线尽可能采用紧耦合方式。
- 确保带状线、微带线及其参考平面符合要求。
- 去耦电容的引出线应短而宽。
- 所有信号走线应尽量远离板边缘。
- 对于多点连接网络,选择合适的拓扑结构,以减小信 号反射,降低EMI辐射。
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