一种有效的PCB布线方法就是将电源平面和地平面靠在一起。这样形成了高平板电容和低阻抗,有利于降低噪声和辐射。为了屏蔽,最好的选择是:关键信号最好布到靠近地平面一边,而其余的则应靠近电源平面一侧。

在高速视频系统中,保持回路短的目的意味着视频地不能被隔离。而必须被隔离的音频地,绝不能在数据输入点处短接到数字地上,如图2所示。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

图2:音频地隔离。

电源隔离和锁相环

如何实现最佳供电是控制噪声和辐射的最大挑战。动态负载开关环境很复杂,包括的因素有:进入和退出低功率模式;由总线竞用和电容器充电所引起的很大的瞬态电流;由于退耦和布线不合理引起较大的电压下降;振荡器使线性调节器输出过载。

图3给出了一个设计电流回路的实例,其中利用了电源线退耦。该例中的退耦电容尽可能靠近DSP。如果没有退耦,动态电流回路将较大,这将加大电源电压的降幅,从而产生电磁辐射。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

图3:电源退耦。

为PLL供电时,电源隔离是非常重要的,因为PLL对噪声非常敏感,并且对于稳定系统来说,要求抖动非常低。你还需要选择模拟的还是数字的PLL,模拟PLL对噪声的敏感度比数字PLL要低。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

图4:PLL电源隔离。

如图4所示的具有低截至频率的∏型滤波器经常被用来将PLL与系统中的其他高速电路隔离开。一个较好的办法是利用一个低压差(LDO)电压调整器来独立产生PLL的电源电压,如图5所示。该方法虽增加了成本,但确保了低噪声和优异的PLL性能。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

图5:利用LDO实现PLL电源的隔离

串扰及传输线效应

信号间的干扰,即串扰,可以通过电磁辐射在印制线间传播。这也可能由电源和地平面上的无用信号以电气的形式产生。串扰与印制线间距的平方成反比。因此,为了将串扰减到最小,单端信号的布线间距应至少是印制线宽度的2倍。对于像以太网和USB这类的差分信号,印制线间距需要与印制线宽度相同,目的是能够与差分阻抗相匹配。关键信号可以用地和电源平面进行屏蔽,或者在改板时增加与信号并行的地线。