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|盘点：高速DSP系统的电磁兼容设计方案

印制线路板（PCB）提供电路元件和器件之间的电气连接 ， 是各种电子设备最基本的组成部分 ， 它的性能直接关系到电子设备质量的好坏 。
随着电子技术的发展 ， 各种电子产品经常在一起工作 ， 它们之间的干扰越来越严重 ， 所以电磁兼容问题成为一个电子系统能否正常工作的关键 。
同样 ， 随着PCB的密度越来越高 ， PCB设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大 。要使电子电路获得最佳性能 ， 除了元器件的选择和电路设计之外 ， 良好的PCB布线在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素 。
随着高速DSP技术的广泛应用 ， 相应的高速DSP的PCB设计就显得十分重要 。由于DSP是一个相当复杂、种类繁多并有许多分系统的数、模混合系统 ， 所以来自外部的电磁辐射以及内部元器件之间、分系统之间和各传输通道间的串扰对DSP及其数据信息所产生的干扰 ， 已严重地威胁着其工作的稳定性、可靠性和安全性 。
据统计 ， 干扰引起的DSP事故占其总事故的90％左右 。因此设计一个稳定、可靠的DSP系统 ， 电磁兼容和抗干扰至关重要 。
1、DSP的电磁干扰环境
电磁干扰的基本模型由电磁干扰源、耦合路径和接收机3部分组成 ， 如图1所示 。
|盘点：高速DSP系统的电磁兼容设计方案
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【|盘点：高速DSP系统的电磁兼容设计方案】电磁干扰源包含微处理器、微控制器、静电放电、瞬时功率执行元件等 。随着大量高速半导体器件的应用 ， 其边沿跳变速率非常快 ， 这种电路可以产生高达300 MHz的谐波干扰 。耦合路径可以分为空间辐射电磁波和导线传导的电压与电流 。
噪声被耦合到电路中的最简单方式是通过导体的传递 ， 例如 ， 有一条导线在一个有噪声的环境中经过 ， 这条导线通过感应接收这个噪声并且将其传递到电路的其他部分 ， 所有的电子电路都可以接收传送的电磁干扰 。
例如 ， 在数字电路中 ， 临界信号最容易受到电磁干扰的影响；模拟的低级放大器、控制电路和电源调整电路也容易受到噪声的影响 。
2、DSP电路板的布线和设计
良好的电路板布线在电磁兼容性中是一个非常重要的因素 ， 一个拙劣的电路板布线和设计会产生很多电磁兼容问题 ， 即使加上滤波器和其他元器件也不能解决这些问题 。
正确的电路布线和设计应该达到如下3点要求：
（1）电路板上的各部分电路之间存在干扰 ， 电路仍能正常工作；
（2）电路板对外的传导发射和辐射发射尽可能低 ， 达到有关标准要求；
（3）外部的传导干扰和辐射干扰对电路板上的电路没有影响 。
2.1 元器件的布置
（1）元器件布置的首要问题是对元器件进行分组 。元器件的分组原则有：按电压不同分；按数字电路和模拟电路分；按高速和低速信号分和按电流大小分 。一般情况下都按照电压不同分或按数字电路与模拟电路分 。
（2）所有的连接器都放在电路板的一侧 ， 尽量避免从两侧引出电缆 。
（3）避免让高速信号线靠近连接器 。
（4）在元器件安排时应考虑尽可能缩短高速信号线 ， 如时钟线、数据线和地址线等 。
2.2 地线和电源线的布置
地线布置的最终目的是为了最小化接地阻抗 ， 以此减小从电路返回到电源之间的接地回路电势 ， 即减小电路从源端到目的端线路和地层形成的环路面积 。
通常增加环路面积是由于地层隔缝引起的 。如果地层上有缝隙 ， 高速信号线的回流线就被迫要绕过隔缝 ， 从而增大了高频环路的面积 ， 如图2所示 。
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