电磁兼容与信号完整性设计要求规范

1、实用文档武汉光迅科技股份有限公司Accelink Technologies Co., Ltd管理规程电磁兼容与信号完整性设计规范文件号：编制：审核：批准：页数：编江毅生效日期：日期：日期：日期：版本：文件发放号:标准实用文档 TOC o 1-5 h z 0.修改记录 2目的 3适用范围3职责 3开发工程师3开发管理部3工作程序 3新增备案3更改程序 11通讯协议的调用 11通讯协议规范 11相关文件11附件12记录16 18标准实用文档0.修改记录修改状态生效日期文件修改单编号A/0标准实用文档目的本规范制定目的是为光迅公司内部的硬件系统研发、 系统集成以及电磁兼容试验中 的电磁兼容（EMC）

2、与信号完整性（SI）的设计与改进实施提供技术参考。适用范围本规范适用于光迅公司所有的硬件研发项目职责开发工程师开发管理部工作程序基本术语EMCElectromagnetic CompatibilityEMIElectromagnetic InterferenceESDElectrostatic Discharge（待补充）电磁兼容基本概念EMC的定义设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态传导性耦合辐射性耦合EMC模型与抑制方法组成评定指标抑制 措施CS传导敏感度（传导抗扰度）CE辐射敏感度（辐射抗扰度）RS传导发射（传导骚扰）RE辐射发射（辐射骚扰）标准实用文档内部封装分布参数互连

3、接地EMC设计的层次及主要工作屏蔽电源滤波,印制板布局部件布局接地电磁兼容性的要求通信产品类电磁兼容性标准要求 电快速瞬变脉冲群试验 静电放电试验 雷击浪涌试验电磁发射试验 敏感度试验 （待细化）标准实用文档电磁屏蔽设计技术（待补充）互连电缆设计技术互连电缆的接地屏蔽电缆一般分为低频电缆和高频电缆? 对低频信号电缆屏蔽层应单点接地?对屏蔽的电力电缆和高频电缆的屏蔽层至少应在电缆两端接地。?当电缆长度L0.15人时，采用多点接地，一般屏蔽层按0.05人或0.1人的 间隔接地，以降低地线阻抗，减少地电位引起的干扰；?对于输入信号电缆的屏蔽层，不能在机壳内接地，只能在机壳的入口处 接地，此时的屏蔽层

4、上的外加干扰信号直接在机壳入口处入地，避免屏蔽层上的外加干扰信号带入设备内的信号电路上；?对于高输入或高输出阻抗电路，尤其是在高静电环境下，可能需要双层 屏蔽的电缆，此时内屏蔽层可以在信号源端接地， 外屏蔽层则在负载 端接地。印制板设计技术印制板设计的基本原则? 减少设计带宽通常办法电源输入端滤波IC芯片滤波存储型器件接去耦电容? 基尔霍夫定律? 差模/共模电流的耦合控制? 印制线间距的准则（3-W原则）存在于PCB走线之间的申扰不仅与时钟或周期信号有关，而且与系统中的其他重要走线有关。数据线、地址线、控制线和 I/O都会标准实用文档受到申扰和耦合的影响。3-W原则：走线间的距离间隔（走线中心

5、间的距离）必须是单一走 线宽度的3倍。? 5/5原则时钟频率超过5MHz或上升时间小于5ns时，需要使用多层板。信号完整性设计信号完整性（SI）是指在信号线上的信号质量好坏；在要求的时间内，信号 能以要求的时序、持续时间和电压幅度作出响应，不失真的从源端传递到接 收端。高速信号的电磁干扰以及传输线效应将导致信号完整性降低，出现用扰、数据丢失、判断出错等问题。影响信号完整性的主要因素有：? 电路与网络的阻抗不匹配所引起的反射。（线宽变化、信号层间转移、 接插件与分支线、源端负载不匹配等）? 电路与网络间的分布参数所引起的信号用扰。（分布电容、分布电感）? 有源及功率器件开关所引起的电源及地的电位

6、波动。控制方法反射的抑制（待补充）申扰的抑制? 减小两根或多根信号线的平行长度；? 尽可能加大两平行线的间距；? 3-W原则代表的是逻辑电流中近70%的通量边界10-W原则代表的是逻辑电流中近98%的通量边界? 距接地面的距离减小可以使用扰耦合迅速减小在PCB （尤其是高频电路PCB）的设计中，可以在装元件的一面用 铜箔作为地平面，使其申扰显著减小；对于微带传输线和带状传输线，将走线高度限制在高于地线平面 10mil以内，可以显著减小申扰。在申扰较严重的两条线之间插入一条地线，可以起到隔离的作 用，从而减少申扰。标准实用文档电源完整性设计电路设计的结果是从信号完整性上表现出来的，但不能忽略电源

7、完整性设计。因为电源完整性直接影响到 PCB板的信号完整性。电源完整性和与信 号完整性二者是密切相关的，而且很多情况下，影响信号畸变的主要原因 是电源系统。例如，地反弹噪声太大、去耦电容的设计不合适、回路影响 很严重、多电源/地平面的分割不好、地层设计不合理、电流不均匀等等。v+v+3实际情况理想情况（待补充）模拟信号输出路径模拟信号电流lAS数字信号输出路径 数字信号电流标准数字信号电源电流数字信号电源输出路程模拟信号电源电流lAP模拟信号电源输出路径*标准实用文档单层印制板设计技术 参照PCB设计规范多层印制板设计技术 参照PCB设计规范实用文档EMI滤波设计技术EMI滤波包括EMI电源滤

8、波与EMI信号线滤波。其中4. 7. 1电源滤波的工程应用必须考虑以下特性器件温度特性耐压及漏电流限制磁性材料的磁饱和问题安装及使用要求阻抗失配端接原则按照阻抗失配端接原则采用的滤波电路结构如下图源端阳抗特性应采用的滤波电路负载端阳抗特性岛用抗OQ0_T , T_0 47 ；!中舟阻抗岛阴抗Qp-Q二5低阻抗低阻抗OJ工L型高阻抗怔阳抗o_AnmpYYVXq1T型I低阻抗EMI电源滤波器的安装应该注意减小接地阻抗，滤波器应安装在导电金属表面或通过编织接地带与接地点 就近相连，避免细长接地导线造成较大的接地阻抗。踹误接法(b) E确悲法电源滤波器接地阻抗的控制标准实用文档滤波器应尽量安装在设备的

9、入口 /出口处就波器3错课接法其他富机壁电入（10正确接法电源滤波器的安装位置为避免输入/输出互相耦合，应尽量做到输入/输出隔离，至少严格禁止滤波 器输入/输出线的相互交叉、路径平行等。若由于位置及空间的限制，无法 满足上述要求的，则滤波器的输入/输出线必须采用屏蔽线或高频吸收线。安装使用电源滤波器应注意输入/输出的空间隔离标准7. 2 EMI信号滤波器（待补充）接地与搭接技术（参照烽火通信接地设计规范）瞬态干扰及抑制技术（待补充）实用文档5.相关文件参考标准?EN55022 Electromagnetic Emissions Test Procedure?EN61000-3-2 Power

10、Harmonics Test Procedure?EN61000-3-3 Flicker Test Procedure?EN61000-4-2 ESD Test Procedure?EN61000-4-3 Radiated RF Immunity Test Procedure?EN61000-4-4 Electrical Fast Transient Test Procedure?EN61000-4-5 Lightning Surge Test Procedure?EN61000-4-6 Conducted RF Immunity Test Procedure?EN61000-4-11 Pow

11、er Interrupts, Variations, and Disturbances Test Procedure参考企业规范参考文章标准实用文档6. 附件6.1电磁兼容国际标准化组织介绍标准化组织关系图广 闰际无线电干扰特别委员会UTTR）国际电EW5介 (=二第77技术委员会（TC77）11同年6月或立于法国巴下收包括无蛙电，工业I醇动车 J 辆、侑息技术没番等在内的7个分类员会.1幻4年印月成立.工作苒圈包括全辉率范围帆抗揖度、R与通用标 餐fftft9klk）屯建发射工高一电磁发肋,与CISPR协调.欧洲电_L标准化委员会（CEELEC）是欧洲通幽的掂准化皿甑，苴中的21H技本爱他会

12、（TgMd Copper on aL ayrs 日出ween or Through Oe品出口d Linos. J13UClf%run 每I Mt用u-4 CapsdiurT DifferentialWudu InJucluJS七5ii”xjn McxkfIndutikMT Hot Plig (urn-ori GlF&uitA.k- .WEorlr4 OfingVFuses0ut* - Siem出 Lsytr目前很多设计中，在滤波元件下方采用敷铜以才制开关电源电路与通过 DC-DC电源 内寄生元件耦合进来的系统时钟谐波所产生 RF噪声。但是在滤波元件下方的任意布 线层敷铜，都肯定会在滤波器的输

13、入输出端之间引起高频短路，这将限制滤波器的 滤波效果。图中包含了 2个差模电感、3个差模电容与1个共模电感，在图中短划线 之间的区域不要敷铜。标准电源滤波器的最佳位置就是与电源模块的输入端直接相邻，但这需要2个滤波器（例 如，每一个滤波器对应一路电源输入）。滤波器靠近电源输入端，可以限制滤波器 与输入端之间的铜箔走线长度，以免电磁辐射耦合到滤波器中。有效的电源滤波通 常采用Faraday屏蔽罩进行屏蔽，以防止电磁辐射耦合到滤波元件中。实用文档2. 2 SFP and XFP MSA 光收发模块的布线设计SFP与XFP屏蔽网笼的结构参数可以参见厂家提供的数据。下图中只是给出的多源 协议要求的的布

14、线设计说明。6 ： SFP and XFP MSA PWA Layout DignDetailDa Not Plale Thru or ConnectCsgo Utiles Other thm Btue Holes、BEu Hades Piat&d Thru CRasm居 Ground Connections 10 SFp or XFP Cage er MSA标准.阅读SFP和XFP的多源协议文档，了解光收发模块的布线设计要求；.网纹标注区域是网笼在顶层的安装区域。 顶层的机壳地敷铜在任何时候都不能舍 弃。与顶层相邻的内层不能作为信号布线层；.多源协议要求网笼安装的网纹标志区域不允许放置元件或

15、走线， 网笼底部的任意 层内最好都不要走线或敷铜。因为从内部敷铜面容性耦合到顶层的高频 RF ,将会引 入共模电流到前面板上。如果网笼底部的区域确实需要用来布线，那么需要从 PCB 另一侧的底层开始布线；.在网笼区域下方不要走时钟或高速信号线；.如果Tx或Rx差分线从内层进行走线，那么过孔引起的反射会劣化回损指标，从 而危及到信号完整性；.内层来的过孔不允许放置在网笼安装的网纹区域。实用文档6. 2. 3 10/100/1000 Base-T以太网接口的布线设计图 给出10/100 Base-T 与外部线缆接口的布线设计要求8 10/1=00 BaseT Eth&rnet External1

16、Conn&Gliort PortsDetailFT 3%Chip1SthJi t T* drxj Ri I。开九中IW方 rram HighCcrv 邸耻留匕* 加匕ClacX Y皿MgShort Clock TracesIsalmted from I/OTkand FU RoutingV? CadpHi Unuidr Lnoirq lansfGrmw on洲Ld掰口oMni&ulB 小inQH j? Inimbfi PlfiRps Ttirwglh 百fH唐的侬3/ _ = /rr-K _?-:黑瓦苛工占三 占隹5S,QT O.J pcnojgi2d空上切孑谓用上o.与外部线缆相关的所有端接元件都必须与 RJ-45连接器直接相邻。.变压器中心抽头线缆侧的端接电容与外部线缆端接元件的绝缘性能，要能满足1500Vrms 1 分钟；.所有与线缆和变压器中心抽头线缆侧直接连接的端接元件，都必须以机壳地为终 结参考。不要将外部线缆端接