PCB設(shè)計(jì)的EMC基礎(chǔ)知識(shí)

部分電磁兼容的基礎(chǔ)知識(shí)，是優(yōu)秀的PCB工程師需要了解或掌握的，主要如下： 電磁兼容、電磁場(chǎng)與電磁波、高速電路設(shè)計(jì)、信號(hào)完整性、電源完整性、數(shù)字電路、模擬電路、高頻電路原理、開關(guān)電源等。

PCB中EMC設(shè)計(jì)的重要性

PCB是EMC技術(shù)中最值得探討的部分。它不僅是設(shè)備工作頻率最高的部分， 同時(shí)，也是電平最低、對(duì)電磁騷擾最為敏感的部分。PCB的EMC設(shè)計(jì)中，實(shí)際上已經(jīng)包含了接地設(shè)計(jì)、去耦/旁路設(shè)計(jì)、串?dāng)_屏蔽等EMC設(shè)計(jì)知識(shí)。EMC設(shè)計(jì)良好的PCB，不但可以降低流過千擾共模電流時(shí)產(chǎn)生的壓降，同時(shí)也是減小環(huán)路的重要手段， 因此，一個(gè)有著良好去耦與旁路設(shè)計(jì)PCB的設(shè)備相當(dāng)于有一個(gè)健壯的“體格”。

PCB板是電子產(chǎn)品最基本的部件，也是絕大部分電子元器件的載體。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品的PCB設(shè)計(jì)完成后，可以說其核心電路的騷擾和抗擾特性就基本已經(jīng)確定下來了，要想再提高其電磁兼容特性，就只能通過接口電路的濾波和外殼的屏蔽來“圍追堵截”了，這樣不但大大增加了產(chǎn)品的后續(xù)成本，也增加了產(chǎn)品的復(fù)雜程度，降低了產(chǎn)品的可靠性。

可以說一個(gè)好的PCB板可以解決大部分的電磁騷擾問題，只要在接口電路排板時(shí)適當(dāng)增加瞬態(tài)抑制器件和濾波電路就可以同時(shí)解決大部分抗擾度和騷擾問題。

在PCB布線中增強(qiáng)電磁兼容性不會(huì)給產(chǎn)品的最終完成帶來附加費(fèi)用。如果，在PCB板設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師往往只注重提高密度，減小占用空間，制作簡單，或追求美觀，布局均勻，忽視了線路布局對(duì)電磁兼容性的影響，使大量的信號(hào)輻射到空間形成騷擾。那么這個(gè)產(chǎn)品將導(dǎo)致大量的EMC問題。

PCB中EMC設(shè)計(jì)相關(guān)項(xiàng)

高速PCB的EMC設(shè)計(jì)原則

原則1：PCB時(shí)鐘頻率超過5MHZ或信號(hào)上升時(shí)間小于5ns，一般需要使用多層板設(shè)計(jì)。
原因：采用多層板設(shè)計(jì)信號(hào)回路面積能夠得到很好的控制。

原則2：對(duì)于多層板，關(guān)鍵布線層（時(shí)鐘線、總線、接口信號(hào)線、射頻線、復(fù)位信號(hào)線、片選信號(hào)線以及各種控制信號(hào)線等所在層）應(yīng)與完整地平面相鄰，優(yōu)選兩地平面之間。
原因：關(guān)鍵信號(hào)線一般都是強(qiáng)輻射或極其敏感的信號(hào)線，靠近地平面布線能夠使其信號(hào)回路面積減小，減小其輻射強(qiáng)度或提高抗干擾能力。

原則3：對(duì)于單層板，關(guān)鍵信號(hào)線兩側(cè)應(yīng)該包地處理。
原因：關(guān)鍵信號(hào)兩側(cè)包地，一方面可以減小信號(hào)回路面積，另外防止信號(hào)線與其他信號(hào)線之間的串?dāng)_。

原則4：對(duì)于雙層板，關(guān)鍵信號(hào)線的投影平面上有大面積鋪地，或者與單面板一樣包地打孔處理。
原因：與多層板關(guān)鍵信號(hào)靠近地平面相同。

原則5：多層板中，電源平面應(yīng)相對(duì)于其相鄰地平面內(nèi)縮5H-20H（H為電源和地平面的距離）。
原因：電源平面相對(duì)于其回流地平面內(nèi)縮可以有效抑制邊緣輻射問題。

原則6：布線層的投影平面應(yīng)該在其回流平面層區(qū)域內(nèi)。
原因：布線層如果不在回流平面層的投影區(qū)域內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致邊緣輻射問題，并且導(dǎo)致信號(hào)回路面積增大，從而導(dǎo)致差模輻射增大。

原則7：多層板中，單板TOP、BOTTOM層盡量無大于50MHZ的信號(hào)線。
原因：最好將高頻信號(hào)走在兩個(gè)平面層之間，以抑制其對(duì)空間的輻射。

原則8：對(duì)于板級(jí)工作頻率大于50MHz的單板，若第二層與倒數(shù)第二層為布線層，則TOP和BOOTTOM層應(yīng)鋪接地銅箔。
原因：最好將高頻信號(hào)走在兩個(gè)平面層之間，以抑制其對(duì)空間的輻射。

原則9：多層板中，單板主工作電源平面（使用最廣泛的電源平面）應(yīng)與其地平面緊鄰。
原因：電源平面和地平面相鄰可以有效地減小電源電路回路面積。

原則10：在單層板中，電源走線附近必須有地線與其緊鄰、平行走線。
原因：減小電源電流回路面積。

聲明：來源網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載意為分享交流，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除