從EMC方面來關(guān)注PCB

一前言

造成EMC輻射超標(biāo)的原因是多方面的，接口濾波不好，結(jié)構(gòu)屏效低，電纜設(shè)計有缺陷都有可能導(dǎo)致輻射發(fā)射超標(biāo)，但產(chǎn)生輻射的根本原因卻在PCB的設(shè)計。從EMC方面來關(guān)注PCB，主要關(guān)注這幾個方面：

1.從減小輻射騷擾的角度出發(fā)，應(yīng)盡量選用多層板，內(nèi)層分別作電源層、地線層，用以降低供電線路阻抗，抑制公共阻抗噪聲，對信號線形成均勻的接地面，加大信號線和接地面間的分布電容，抑制其向空間輻射的能力。

2.電源線、地線、印制板走線對高頻信號應(yīng)保持低阻抗。在頻率很高的情況下，電源線、地線、或印制板走線都會成為接收與發(fā)射騷擾的小天線。降低這種騷擾的方法除了加濾波電容外，更值得重視的是減小電源線、地線及其他印制板走線本身的高頻阻抗。因此，各種印制板走線要短而粗，線條要均勻。

3.電源線、地線及印制導(dǎo)線在印制板上的排列要恰當(dāng)，盡量做到短而直，以減小信號線與回線之間所形成的環(huán)路面積。

4.電路元件和信號通路的布局必須最大限度地減少無用信號的相互耦合。

二不同設(shè)計階段的關(guān)注點

在PCB的不同的設(shè)計階段所關(guān)注的問題點不同。

1.在元器件布局階段需要注意：

（1）接口信號的濾波、防護(hù)和隔離等器件是否靠近接口連接器放置，先防護(hù)，后濾波；電源模塊、濾波器、電源防護(hù)器件是否靠近電源的入口放置，盡可能保證電源的輸入線最短，電源的輸入輸出分開，走線互不交叉；

（2）晶體、晶振、繼電器、開關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件或敏感器件是否遠(yuǎn)離單板拉手條、連接器；

（3）濾波電容是否靠近IC的電源管腳放置，位置、數(shù)量適當(dāng)；

（4）時鐘電路是否靠近負(fù)載，且負(fù)載均衡放置；

（5）接口濾波器件的輸入、輸出是否未跨分割區(qū)；除光耦、磁珠、隔離變壓器、A/D、D/A等器件外，其它器件是否未跨分割區(qū)；

2.在PCB布線階段需要注意：

（1）電源、地的布線處理無地環(huán)路，電源及與對應(yīng)地構(gòu)成的回路面積小；

（2）差分信號線對是否同層、等長、并行走線，保持阻抗一致，差分線間無其他走線；

（3）時鐘等關(guān)鍵信號線是否布內(nèi)層（優(yōu)先考慮優(yōu)選布線層），并加屏蔽地線或與其他布線間距滿足3W原則，關(guān)鍵信號走線是否未跨分割區(qū)；

（4）是否無其他信號線從電源濾波器輸入線下走線，濾波器等器件的輸入、輸出信號線是否未互相并行、交叉走線；

盡管我們制定了種種PCB布局布線規(guī)則，但是在實現(xiàn)這些規(guī)則的時候，無論我們?nèi)绾闻ΓO(shè)計中的缺陷總是象病魔一樣揮之不去。因為實際設(shè)計的時候總會存在這樣或者那樣的原因使得我們無法完全滿足設(shè)計規(guī)則，往往這些無法滿足規(guī)則的地方給以后的認(rèn)證帶來麻煩。

3.輻射源與接口端注意事項

最典型的輻射源莫過于晶振，每一個PCB工程師都知道晶振應(yīng)該遠(yuǎn)離I/O接口，但是產(chǎn)品設(shè)計工程師所要求的PCB往往尺寸有限，器件繁多，于是在經(jīng)過種種考慮后，PCB工程師不得不把晶振放置在了I/O接口處。無論在其他地方花了多少心思去考慮EMC，一個不合理布局的晶振會很輕易將你的努力毀于一旦。

在PCB設(shè)計時首先要考慮輻射源的排放位置，盡量遠(yuǎn)離拉手條和電源輸入端口。對于晶振，在PCB上的影射區(qū)域一定要鋪銅處理，其輸出端引線不允許走PCB的表層，應(yīng)走在內(nèi)層（如能再做包地走線處理則更為理想）。另外，PCB層劃分和分層也是影響輻射發(fā)射指標(biāo)的一個關(guān)鍵因素，應(yīng)該結(jié)合單板的具體情況統(tǒng)籌考慮處理。

三總結(jié)

總體來說，PCB設(shè)計對EMC的改善是：在布線之前，先研究好回流路徑的設(shè)計方案，就有最好的成功機(jī)會，可以達(dá)成降低EMI輻射的目標(biāo)。而且在還沒有動手實際布線之前，變更布線層等都不必花費(fèi)任何錢，是改善EMC最便宜的做法。