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[技术文档] 高速PCB设计中的屏蔽方法

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发表于 2017-7-6 17:41:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
高速PCB设计布线系统的传输速率在稳步加快的同时也带来了某种防干扰的脆弱性,这是因为传输信息的频率越高,信号的敏感性增加,同时它们的能量越来越弱,此时的布线系统就越容易受干扰。干扰无处不在,电缆及设备会对其他元件产生干扰或被其他干扰源严重干扰,例如: 计算机屏幕、移动电话、电动机、无线电转播设备、数据传输及动力电缆等。此外,潜在的窃听者、网络犯罪及黑客不断增加,因为他们对UTP电缆信息传输的拦截会造成巨大的损害及损失。

尤其在使用高速数据网络时,拦截大量信息所需要的时间显著低于拦截低速数据传输所需要的时间。数据双绞线中的绞合线对在低频下可以靠自身的绞合来抵抗外来干扰及线对之间的串音,但在高频情况下(尤其在频率超过250MHz以上时),仅靠线对绞合已无法达到抗干扰的目的,只有屏蔽才能够抵抗外界干扰。

电缆屏蔽层的作用就像一个法拉第护罩,干扰信号会进入到屏蔽层里,但却进入不到导体中。因此,数据传输可以无故障运行。由于屏蔽电缆比非屏蔽电缆具有较低的辐射散发,因而防止了网络传输被拦截。屏蔽网络(屏蔽的电缆及元器件)能够显著减小进入到周围环境中而可能被拦截的电磁能辐射等级。

不同干扰场的屏蔽选择干扰场主要有电磁干扰及射频干扰两种。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是指无线频率干扰,主要是高频干扰。无线电、电视转播、雷达及其他无线通讯是通常的射频干扰源。对于抵抗电磁干扰,选择编织屏蔽最为有效,因其具有较低的临界电阻;对于射频干扰,箔层屏蔽最有效,因编织屏蔽依赖于波长的变化,它所产生的缝隙使得高频信号可自由进出导体;而对于高低频混合的干扰场,则要采用具有宽带覆盖功能的箔层加编织网的组合屏蔽方式。通常,网状屏蔽覆盖率越高,屏蔽效果就越好。

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