雜訊對策：拐角佈線、傳導雜訊、輻射雜訊

2019.03.22

重點

・拐角佈線要設計為圓弧狀，以減少佈線電阻的變化並抑制雜訊。

・雜訊引腳電壓（傳導射極，Conducted Emission）的對策是根據雜訊頻率來選用磁珠或π型濾波器。

・雜訊電場強度（輻射雜訊）的對策是最佳化輸入電容配置和調整開關波形的陡峭程度。

從本文開始將分2次來介紹PCB板佈局與雜訊的關係。

拐角佈線的雜訊對策

無論怎樣佈局，佈線圖形都是需要拐角（彎曲）的，但彎曲方法不當的話，可能會對EMI產生不利影響。沒有PCB板佈局經驗的人可能不太相信。而這些就是經驗和技術訣竅。

下圖表示拐角佈線的好壞。如果將拐角佈線設計為直角，電阻將在拐角發生變化。這會導致電流波形紊亂，產生被稱為“反射”的波形畸變。開關節點等頻率較高的佈線，受反射影響EMI可能會惡化。

拐角佈線不要設計為直角，設計為45°或圓弧狀比較好。彎曲的半徑越大，電阻的變化越小。

雜訊引腳電壓（傳導射極，Conducted Emission）的對策

雜訊引腳電壓是回饋到輸入線路的雜訊，也被稱為“傳導射極（Conducted Emission）”。雜訊頻段主要出現在振盪頻率的倍數處。

這種雜訊可通過增加鐵氧體磁珠或π型濾波器來抑制。這類降噪零件必須選擇適合降噪目標頻段（希望降低的雜訊）的零件。這就需要先確認雜訊並鎖定頻率。下圖是雜訊引腳電壓的測量資料示例。

雜訊電場強度（輻射雜訊）的對策方法

另一個必須探討的雜訊是雜訊電場強度（輻射雜訊）。DC-DC轉換器的輻射雜訊是受開關ON/OFF波形斜率和振鈴影響而產生的，大概會產生100MHz～300MHz的雜訊。

開關上升和下降時的振鈴主要源於MOSFET和輸入電容間佈線電感，電感值的大小會影響到雜訊。

就如在“輸入電容的配置”中所提到的，最佳化輸入電容的配置和佈線，可以降低雜訊水平。

當DC-DC轉換器電路的輻射雜訊超過配套裝置必須滿足的標準時，其對策方法有緩和開關波形以及增加緩衝電路。

下面的波形圖是輻射雜訊的測量示例。從圖中可以看出，不到200MHz的區域呈現出的結果不是很理想。

下次將針對降低這種輻射雜訊的方法進行稍微具體的介紹。

【下載資料】降壓型DC-DC轉換器電路板佈局基礎和案例

內容在說明降壓型DC-DC轉換器的電路板佈局基礎及示例。主要包含對於開關方式的DC-DC轉換器的穩定性有很大影響的電路板佈局方面的考量以及相關注意事項。

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