分享高速PCB設(shè)計(jì)中的屏蔽方法分析

華強(qiáng)PCB是華強(qiáng)集團(tuán)旗下深圳華強(qiáng)聚豐電子科技有限公司四大業(yè)務(wù)之一，主要定位于2~16層精密電路板樣板及小批量為主要目標(biāo)市場(chǎng)。

高速PCB設(shè)計(jì)布線系統(tǒng)的傳輸速率在穩(wěn)步加快的同時(shí)也帶來了某種防干擾的脆弱性，這是因?yàn)閭鬏?a target="_blank">信息的頻率越高，信號(hào)的敏感性增加，同時(shí)它們的能量越來越弱，此時(shí)的布線系統(tǒng)就越容易受干擾。

干擾無處不在，電纜及設(shè)備會(huì)對(duì)其他元件產(chǎn)生干擾或被其他干擾源嚴(yán)重干擾，例如：計(jì)算機(jī)屏幕、移動(dòng)電話、電動(dòng)機(jī)、無線電轉(zhuǎn)播設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸及動(dòng)力電纜等。此外，潛在的竊聽者、網(wǎng)絡(luò)犯罪及黑客不斷增加，因?yàn)樗麄儗?duì)UTP電纜信息傳輸?shù)臄r截會(huì)造成巨大的損害及損失。

尤其在使用高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，攔截大量信息所需要的時(shí)間顯著低于攔截低速數(shù)據(jù)傳輸所需要的時(shí)間。數(shù)據(jù)雙絞線中的絞合線對(duì)在低頻下可以靠自身的絞合來抵抗外來干擾及線對(duì)之間的串音，但在高頻情況下（尤其在頻率超過250MHz以上時(shí)），僅靠線對(duì)絞合已無法達(dá)到抗干擾的目的，只有屏蔽才能夠抵抗外界干擾。

電纜屏蔽層的作用就像一個(gè)法拉第護(hù)罩，干擾信號(hào)會(huì)進(jìn)入到屏蔽層里，但卻進(jìn)入不到導(dǎo)體中。因此，數(shù)據(jù)傳輸可以無故障運(yùn)行。由于屏蔽電纜比非屏蔽電纜具有較低的輻射散發(fā)，因而防止了網(wǎng)絡(luò)傳輸被攔截。屏蔽網(wǎng)絡(luò)(屏蔽的電纜及元器件)能夠顯著減小進(jìn)入到周圍環(huán)境中而可能被攔截的電磁能輻射等級(jí)。

不同干擾場(chǎng)的屏蔽選擇干擾場(chǎng)主要有電磁干擾及射頻干擾兩種。電磁干擾(EMI)主要是低頻干擾，馬達(dá)、熒光燈以及電源線是通常的電磁干擾源。射頻干擾(RFI)是指無線頻率干擾，主要是高頻干擾。無線電、電視轉(zhuǎn)播、雷達(dá)及其他無線通訊是通常的射頻干擾源。

對(duì)于抵抗電磁干擾，選擇編織屏蔽最為有效，因其具有較低的臨界電阻；對(duì)于射頻干擾，箔層屏蔽最有效，因編織屏蔽依賴于波長的變化，它所產(chǎn)生的縫隙使得高頻信號(hào)可自由進(jìn)出導(dǎo)體；而對(duì)于高低頻混合的干擾場(chǎng)，則要采用具有寬帶覆蓋功能的箔層加編織網(wǎng)的組合屏蔽方式。通常，網(wǎng)狀屏蔽覆蓋率越高，屏蔽效果就越好。