电源噪声对高频PCB设计干扰分析及解决对策

time : 2019-05-15 09:02       作者:凡亿pcb

  随着电子产品工作频率的提高 ,高频PCB设计越来越多,但与低频PCB设计 相比出现了诸多干扰 ,总结起来 ,主要有电源噪声、传输线干扰、耦合、电磁干扰(EMI)四个方面。电源噪声的干扰,对高频pcb设计影响甚远。


  电源噪声:在高频电路中,电源信号中含有的噪声对高频信号影响最大,一切电子信号的都是电平的高低起降来传导的。如电源被高噪声所叠加,就导致整个系统工作的电源是不干净的,来回波动,就导致高频信号失真。当然并不是低噪声的电源就可以不影响高频pcb工作了,这个时候干净的GND和VCC同样的重要,所以我们在设计的时候需要尽量可能减小电源阻抗,采用专门的GND层和VCC层,高频电路中,以层为形式设计电源比总线形式设计性能会更加的好,这样电流回路会沿着阻抗最小的路径走,这种设计可以最小化信号回路,从而达到减少噪声的目的,这点常常为低频电路设计人员所忽视。



  PCB设计中消除电源噪声的方法:


  1.板子上的通孔要引起注意:通孔在电源层上需要刻蚀电源特性开口,以便留出空间,给通孔通过,如果该开口过大会影响信号回路,信号被迫绕开,增大了回路面积,增大了噪声。如果多个信号线集中开口附近,共用回路,导致公共阻抗引发串扰。

  2.线路的连接的地方需要足够多的gnd线路,这样每种信号都有一个自己独一无二的信号回路,信号与回路的环路面积尽可能的小,使信号跟回路能够并行

  3.模拟VCC 与数字VCC分开:高频元件本身就对数字类的噪声非常敏感,因此两者分开,防止模拟信号影响数字信号,产生噪声干扰。如果某个区域的信号必须跨越模拟与数字两部分,可以在信号跨越处放置一条回路,这样可以减小环路面积,用于信号回路中的数模间跨越

  4.在多层高频电路板设计中,避免不了在不同层有分开的电源,这个时候就要避免这些分开的电源在不同层间重叠,否则就会出现电路噪声很容易通过寄生电容耦合过去。

  5.对于一些敏感元件,需要采用隔离元件的方式来隔离,如 PLL 。

  6.放置电源线 :为达到减小信号回路 ,可以通过在信号线边上放置电源线来实现减小噪声 。