我們經(jīng)常在教科書(shū)或者原廠(chǎng)的PCB Design Guide里看到一些關(guān)于高頻高速信號(hào)的設(shè)計(jì)原則，其中就包括在PCB電路板的邊緣不要走高速信號(hào)線(xiàn)，而對(duì)于板載PCB天線(xiàn)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，又建議天線(xiàn)要盡量靠近板邊放置。尼瑪，這是什么科學(xué)道理？這里老wu結(jié)合自己的一些淺薄認(rèn)知，跟大家探討一下高頻高速信號(hào)線(xiàn)在PCB的板邊時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況，以下內(nèi)容謹(jǐn)代表老wu的個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，不保證正確性，請(qǐng)大家自行甄別，O(∩_∩)O~ 我們?cè)诔踔须A段就已經(jīng)知道，用右手在導(dǎo)線(xiàn)上擼一擼的安培右手定則告訴我們，導(dǎo)線(xiàn)中電流沿著拇指的方向傳播，則導(dǎo)線(xiàn)上會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與右手手指握拳的方向一致，而導(dǎo)體中的帶電電荷會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)為一對(duì)好基友，統(tǒng)稱(chēng)為電磁場(chǎng)。 安培右手螺旋定則 按照麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,變化的電場(chǎng)在其周?chē)臻g要產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),而變化的磁場(chǎng)又要產(chǎn)生變化的電場(chǎng)。這樣,變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)之間相互依賴(lài),相互激發(fā),交替產(chǎn)生, 并以一定速度由近及遠(yuǎn)地在空間傳播出去，這就是電磁輻射。這便產(chǎn)生了兩個(gè)截然相反的影響：好的方面，所有的RF通信、無(wú)線(xiàn)互聯(lián)、感應(yīng)應(yīng)用都受益于電磁輻射的好處；而有害的方面則是，電磁輻射導(dǎo)致了串?dāng)_和電磁兼容性等方面的問(wèn)題。 當(dāng)電磁波頻率較低時(shí),主要籍由有形的導(dǎo)電體才能傳遞;當(dāng)頻率逐漸提高時(shí),電磁波就會(huì)外溢到導(dǎo)體之外,不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量,這就是一種輻射。在低頻的電振蕩中, 磁電之間的相互變化比較緩慢,其能量幾乎全部反回原電路而沒(méi)有能量輻射出去。然而,在高頻率的電振蕩中,磁電互變甚快,能量不可能反回原振蕩電路,于是電能、磁能隨著電場(chǎng)與磁場(chǎng)的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去。 根據(jù)以上的理論,每一段流過(guò)高頻電流的導(dǎo)線(xiàn)都會(huì)有電磁輻射，輻射強(qiáng)度與頻率成正比。PCB上有的導(dǎo)線(xiàn)用作信號(hào)傳輸，如DDR 時(shí)鐘信號(hào)，LVDS差分信號(hào)傳輸線(xiàn)等,就不希望有太多的電磁輻射損耗能量并且對(duì)系統(tǒng)中的其他電路造成干擾;而有的導(dǎo)線(xiàn)用作天線(xiàn),如PCB天線(xiàn)，就希望能盡可能地將能量轉(zhuǎn)化為電磁波發(fā)射出去。 對(duì)于PCB上的???速信號(hào)傳輸線(xiàn)而言（如：DDR時(shí)鐘信號(hào)，HDMI LVDS 高速差分傳輸線(xiàn)）,我們總是希望盡量降低其信號(hào)傳輸時(shí)產(chǎn)生的輻射，降低信號(hào)傳輸線(xiàn)產(chǎn)生的電磁輻射的方法有磚家總結(jié)出了一些設(shè)計(jì)原則，如要降低信號(hào)傳輸線(xiàn)的EMI，則盡量使得該信號(hào)傳輸線(xiàn)與其構(gòu)成信號(hào)回流路徑的參考平面的間距盡量靠近，如果傳輸線(xiàn)的寬度W與參考平面的間距H的比值小于1：3，則能夠顯著降低該微帶傳輸線(xiàn)的對(duì)外輻射強(qiáng)度。 對(duì)于微帶傳輸線(xiàn)而言，采用寬而完整的參考平面也可以降低電場(chǎng)的對(duì)外輻射強(qiáng)度，微帶傳輸線(xiàn)對(duì)應(yīng)的參考平面至少要為傳輸線(xiàn)的3倍寬度以上，參考平面越寬越好。 參考平面耦合 電場(chǎng)耦合 而如果參考平面相對(duì)于微單傳輸線(xiàn)而言寬度不夠大，則電場(chǎng)與參考平面的耦合就小，電場(chǎng)對(duì)外的輻射顯著增加。 電場(chǎng)耦合 所以說(shuō)，如果要降低高度信號(hào)傳輸微帶線(xiàn)的電磁輻射，則需要是的微帶傳輸線(xiàn)對(duì)應(yīng)的參考平面盡量大，而如果該高速微帶傳輸線(xiàn)靠近PCB板邊來(lái)平行走線(xiàn)的話(huà)，相對(duì)而言，參考平面對(duì)于該高速信號(hào)線(xiàn)的耦合就變少了，自然就好造成電場(chǎng)對(duì)外輻射量顯著增大。 禁止高速信號(hào)線(xiàn)沿著PCB板邊走線(xiàn) 同理，高速的IC，晶振等等也盡量遠(yuǎn)離板邊放置，高速I(mǎi)C也需要完整而寬大的參考平面進(jìn)行電磁耦合，以降低EMI。 而對(duì)于板載天線(xiàn)而言，我們則希望盡量多多的向空間中輻射電磁波，所以板載天線(xiàn)的設(shè)計(jì)與高速傳輸線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則相反，板載天線(xiàn)需要放置在板邊，而且天線(xiàn)區(qū)域所處的位置要禁止有銅箔平面，對(duì)，所有的層需要設(shè)置銅箔禁止區(qū)。而且天線(xiàn)要與PCB的地平面拉開(kāi)距離。 總結(jié)： 同樣的理論，針對(duì)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)有不同的設(shè)計(jì)原則，電子設(shè)計(jì)這們學(xué)問(wèn)真乃是博大精深，不是一朝一夕一撮而就的事情。真是應(yīng)了那句古話(huà)，碼農(nóng)窮三代，電子毀一生…慎入啊慎入！老wu奉勸大家入行需謹(jǐn)慎啊 O(∩_∩)O~ 本文轉(zhuǎn)載自： 聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有，如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系小編郵箱： 進(jìn)行處理。 (mbbeetchina)