信号完整性系列之“减小辐射的20H原则”

时间：2021-07-18 00:22:10

关键字：信号完整性 20H原则

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[导读]本文主要介绍电源平面处理时的20H原则。

随着系统速率的提高，高速数字信号产生的电磁干扰会向外界产生很强的电磁辐射，引起系统的电磁辐射严重超过EMC测试标准。其中多层板的板边辐射就是比较常见的电磁辐射源，当非预期的电流达到接地层和电源层的边缘时，便会发生边缘辐射，简而言之就是PCB板电源层与地层之间的电场是变化的，在板的边缘会向外辐射电磁干扰，即所谓的边缘效应的影响。20H原则是指PCB铺平面时电源层相对地层内缩20H（H为电源平面距离地平面的距离）的距离，这样做是为了抑制边缘辐射效应。如下图所示，电路板的边缘会向外辐射电磁干扰，将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。如下图所示，在高速PCB中，通常电源平面和地平面间相互耦合RF能量成为边缘磁通泄露情况，而且RF能量（RF电流）会沿着PCB边缘向外辐射电磁干扰，为了减少这种耦合效应，所有的电源平面物理尺寸都要比最近邻的地平面缩进20H，使得电场只在接地层的范围内传导，此时RF能量有回流平面与之耦合。为了有效的提高EMC，内缩10H时，磁通泄漏就可以出现显著改变；内缩20H时，可以抑制70%的磁通泄漏；内缩100H时，可以抑制98%的磁通泄漏。虽然100H有更好的抑制效果，但是电源平面与地平面边缘缩入在比20H更大时，会增加板间物理距离，电源平面的面积也会减小，而且不会使辐射电流显著的减小。