高速DSP系统的电路板级电磁兼容性设计

通常地层上的隔缝不是在分地时、有意识地加上的，有时隔缝是因为板上的过孔过于接近而产生的，因此在PCB设计中应尽量避免该种情况发生。

电源线的布置要和地线结合起来考虑，以便构成特性阻抗尽可能小的供电线路。为了减小供电用线的特性阻抗，电源线和地线应该尽可能的粗，并且相互靠近，使供电回路面积减到最小，而且不同的供电环路不要相互重叠。在集成芯片的电源脚和地脚之间要加高频去耦电容，容量为0．01～0．1μF，而且为了进一步提高电源的去耦滤波的低频特性，在电源引入端要加上1个高频去耦电容和1个1～10μF的低频滤波电容。

在多层电路板中，电源层和地层要放置在相邻的层中，从而在整个电路板上产生一个大的PCB电容消除噪声。速度最快的关键信号和集成芯片应当布放在临近地层一边，非关键信号则布放在靠近电源层一边。因为地层本身就是用来吸收和消除噪声的，其本身几乎是没有噪声的。

2．3 信号线的布置

不相容的信号线之间能产生耦合干扰，所以在信号线的布置上要把它们隔离，隔离时采取的措施有：

(1)不相容信号线应相互远离，不要平行，分布在不同层上的信号线走向应相互垂直，这样可以减少线间的电场和磁场耦合干扰；

(2)高速信号线特别是时钟线要尽可能的短，必要时可在高速信号线两边加隔离地线；

(3)信号线的布置最好根据信号流向顺序安排，一个电路的输入信号线不要再折回输入信号线区域，因为输入线与输出线通常是不相容的。

当高速数字信号的传输延时时间Td>Tr(Tr为信号的脉冲上升时间)时，应考虑阻抗匹配问题。因为错误的终端阻抗匹配将会引起信号反馈和阻尼振荡。通常线路终端阻抗匹配的方法有串联源端接法、并联端接法、RC端接法、Thevenin端接法4种。

(1)串联源端接法

图3为串联源端接电路。

源端阻抗Zs和分布在传输线上的阻抗Zo之间，加上源端接电阻Rs，用来完成阻抗匹配，Rs还能吸收负载的反馈。这里的Rs必须离源端尽可能的近，理论上应为Rs=Zo-Zs中的实数值。一般Rs取15～75Ω。

(2)并联端接法

图4为并联端接电路。附加1个并联端电阻Rp，这样Rp与ZL并联后就与Zo相匹配。这个方法需要源驱动电路来驱动一个较高的电流，能耗很高，所以在功耗小的系统中不适用。

(3)RC端接法

图5为RC端接电路。该方法类似于并联端接电路，但引入了电容C1，此时R用于提供匹配Zo的阻抗。C1为R提供驱动电流并过滤掉从传输线到地的射频能量。因此与并联端接方法相比，RC端接电路需要的源驱动电流更少。R和C1的值由Zo，Tpd(环路传输延迟)和终端负载电容值Cd决定。时间为常数，RC=3Tpd，其中R∥ZL=Zo，C=C1∥Cd。

(4)Thevenin端接法

图6为Thevenin端接电路。该电路由上拉电阻R1和下拉电阻R2组成，这样就使逻辑高和逻辑低与目标负载相符。其中，R1和R2的值由R1∥R2=Zo决定，R1+R2+ZL的值要保证最大电流不能超过驱动电路容量。

3 结语

本文通过对电子产品电磁环境的分析，确定高速DSP系统中产生干扰的主要原因，并针对这些原因，通过对高速DSP系统的多层板布局、器件布局以及PCB布线等方面进行分析，给出有效降低DSP系统的干扰、提高电磁兼容性能的措施。从设计层次保证了高速DSP系统的有效性和可靠性。合理布局设计，减少噪声，降低干扰，避开不必要的失误，对系统性能的发挥起到不可低估的作用。