HDI线路板信号干扰解决方案

宏联电路 2024-10-14 17:22:19

HDI线路板信号干扰解决方案一、电源干扰解决方案

使用电源稳压模块:单片机等设备对电源波动敏感,电源稳压模块可稳定电压,减少电源波动带来的干扰。例如,在一些对电压稳定性要求较高的电路中,电源稳压模块能将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压,为HDI线路板上的元件提供稳定电源,避免因电源波动产生信号干扰。

做好电源滤波工作:

在电源旁路并上0.1UF的瓷片电容来滤除高频干扰,因为电解电容对超过几十KHZ的高频干扰不起作用。瓷片电容可以有效地滤除电源中的高频噪声成分,保证电源的纯净性,减少对线路板信号的干扰。

注意避免分开的电源在不同层间重叠,否则电路噪声很容易通过寄生电容耦合过去。合理规划电源层的布局,防止不同电源层之间因重叠而产生耦合干扰,有助于保持信号的稳定性。

模拟与数字电源分开,在电源入口处接在一起,若信号要跨越模拟和数字两部分,可以在跨越处放置一条回路以减小环路面积。这样可以避免数字噪音对高频器件(一般对数字噪音非常敏感)的影响,减少信号干扰。

二、串扰干扰解决方案

设计技术方面:

最小化电容耦合:通过减少接地电源回路面积,可降低因电容耦合产生的串扰。例如在布线时优化接地线路布局,减小回路面积,从而减少电容耦合的可能性。

最小化电感耦合:例如采用合适的布线方式和元件布局,避免电感耦合对信号的影响。如在布线时,使信号线之间保持一定距离,避免平行走线过长等情况,以减少电感耦合产生的串扰干扰。

选择每层互连(ELIC)结构:合理选择每层互连结构,有助于优化信号传输路径,减少信号之间的相互干扰。不同的ELIC结构在信号传输、抗干扰等方面有不同特性,根据具体需求选择合适的结构可以提高线路板的信号质量。

布线与结构方面:

使用林荫大道结构:采用这种结构可减少HDI基板中的串扰。通过合理规划线路板的布线结构,利用林荫大道结构的特点,降低相邻信号线之间的串扰影响。

使用双偏移共面带状线结构:有助于减少HDI基板中的串扰。在布线设计时,选择这种结构可以在一定程度上避免信号之间的无意电磁耦合,提高信号传输的准确性和稳定性。

缩放PCB几何形状:通过合理调整PCB的几何形状,如缩小线路板尺寸或优化线路布局等方式,减少HDI基板中的串扰。例如,当线路板尺寸缩小后,信号线之间的距离相对减小,耦合长度也会减小,从而减少串扰的影响。

三、电磁干扰(EMI)解决方案

针对HDMI 2.1噪声干扰(系统内EMC):

选择适用于高速信号且适合HDMI2.1噪声抑制的CMCC,如DLM0NSB120HY2D、DLM0QSB120HY2D(高共模阻抗和出色的噪声抑制性能)、NFG0QHB542HS2D(对信号的影响极小)等。

将CMCC安装在HDMI源侧IC的输出引脚附近以及接收侧连接器附近。源侧CMCC可抑制来自源侧传输IC的共模噪声,接收侧CMCC可抑制接收设备的HDMI信号布线产生的共模噪声,防止共模噪声进入Wi - Fi天线。

使用共模扼流线圈(CMCC):对于HDMI等高速差分信号线路,普通噪声滤波器会使信号质量下降、传输不正确,而CMCC是合适的解决方案。

验证HDMI通信对Wi - Fi的影响:首先确定HDMI通信对Wi - Fi构成的影响程度,如HDMI2.1通信开始时,2.4GHz和5GHz频段的Wi - Fi接收灵敏度下降6dB至10dB,当确定噪声与2.4GHz和5GHz频段重叠且实际进入Wi - Fi时,再采取相应的抑制措施。

四、传输线干扰解决方案

针对反射问题(带状线和微波线):

工程受控阻抗互连:在PCB设计中,控制传输线的阻抗,使得信号在传输过程中的反射减少。通过精确设计线路的几何尺寸、介质材料等参数,保证传输线的特性阻抗与信号源和负载的阻抗相匹配,从而减少反射带来的干扰,例如负载信号是原信号与回波信号的叠加等问题。

以最小的短截线长度在线性菊花链路径中布线:采用这种布线方式可以减少信号反射,优化信号传输。在布线时尽量减少短截线的使用,使信号沿着线性菊花链路径有序传输,避免因短截线产生的反射干扰信号传输。

用终端控制反射噪声:在传输线的终端采用合适的匹配方式,如终端电阻等,来吸收反射信号,减少反射噪声对线路板信号的干扰。通过调整终端匹配的阻值等参数,使传输线的终端与线路的特性阻抗相匹配,从而有效地控制反射噪声。

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