印制電路板的電磁兼容性設(shè)計(jì)規(guī)范

印制電路板的電磁兼容性設(shè)計(jì)規(guī)范

引言

本人結(jié)合自己在軍隊(duì)參與的電磁兼容設(shè)計(jì)工作實(shí)踐，空軍系統(tǒng)關(guān)于電子對(duì)抗進(jìn)行的兩次培訓(xùn)（雷達(dá)系統(tǒng)防雷、電子信息防泄露）及入司后參與706所楊繼深主講的EMC培訓(xùn)、701所周開基主講的EMC培訓(xùn)、自己在地方電磁兼容實(shí)驗(yàn)室參與EMC整改的工作體驗(yàn)、特別是國(guó)際IEEE委員發(fā)表的關(guān)于EMC有關(guān)文章、與地方同行的交流體會(huì)，并結(jié)合公司的實(shí)驗(yàn)情況，對(duì)印制電路板的電磁兼容性設(shè)計(jì)進(jìn)行了一下小結(jié)，希望對(duì)印制電路板的設(shè)計(jì)有所作用。

需要提醒注意的是：總結(jié)中只是提供了一些最基礎(chǔ)的結(jié)論，對(duì)具體頻率信號(hào)的走線長(zhǎng)度計(jì)算、應(yīng)考慮的諧波頻率、波長(zhǎng)、電路板級(jí)屏蔽、屏蔽體腔的設(shè)計(jì)、屏蔽體孔徑的大小、數(shù)目、進(jìn)出導(dǎo)線的處理、截止導(dǎo)波管直徑、長(zhǎng)度的計(jì)算及靜電防護(hù)，雷電防護(hù)等知識(shí)沒有進(jìn)行描述。或許有些結(jié)論不一定正確，還需各位指正，本人將不勝感謝。

一、元器件布局

印刷電路板進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮布局，PCB工程師必須和結(jié)構(gòu)工程師、EMC工程師一起協(xié)調(diào)進(jìn)行，做到兩者兼顧，才能達(dá)到事半倍。

首先要考慮印刷電路板的結(jié)構(gòu)尺寸大小，考慮如何對(duì)器件進(jìn)行布置。如果器件分布很散，器件之間的傳輸線可能會(huì)很長(zhǎng)，印制線路長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也會(huì)增加。如果器件分布過(guò)于集中，則散熱不好，且鄰近線條易受耦合、串?dāng)_。因此根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行總體布局。同時(shí)考慮到電磁兼容性、熱分布、敏感器件和非敏感器件、I/O接口、復(fù)位電路、時(shí)鐘系統(tǒng)等因素。

一般來(lái)說(shuō)，整體布局時(shí)應(yīng)遵守以下基本原則：

1當(dāng)線路板上同時(shí)存在高、中、低速電路時(shí)，應(yīng)該按邏輯速度分割：布置快速、中速和低速邏輯電路時(shí)，高速的器件（快邏輯、時(shí)鐘振蕩器等) 應(yīng)安放在靠近連接器范圍內(nèi)，減少天線效應(yīng)、低速邏輯和存儲(chǔ)器,應(yīng)安放在遠(yuǎn)離連接器范圍內(nèi)。這樣對(duì)共阻抗耦合、輻射和交擾的減小都是有利的。

2在單面板或雙面板中，如果電源線走線很長(zhǎng)，應(yīng)每隔3000mil對(duì)地加去耦合電容，電容取值為10uF＋1000pF，濾除電源線上高頻噪聲。

3在單面板和雙面板中，濾波電容的走線應(yīng)先經(jīng)濾波電容濾波，再到器件管腳，使電源電壓先經(jīng)過(guò)濾波再給IC供電，并且IC回饋給電源的噪聲也會(huì)被電容先濾掉。至于去耦電容安放位置要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定，并不是絕對(duì)放在電源正極處，也可能放在電源負(fù)極處，原則上保證接地阻抗最小。

4時(shí)鐘線、總線、射頻線等強(qiáng)輻射信號(hào)線遠(yuǎn)離接口外出信號(hào)線至少1000mil，避免強(qiáng)輻射信號(hào)線上的干擾耦合到外出信號(hào)線上向外輻射，晶體、晶振、繼電器、開關(guān)電源等均為強(qiáng)輻射器件布局時(shí)應(yīng)著重考慮。

5濾波器（濾波電路）的輸入、輸出信號(hào)線不能相互平行、交叉走線，避免濾波前后的走線直接噪聲耦合。

6對(duì)于始端串聯(lián)匹配電阻，應(yīng)靠近其信號(hào)輸出端放置，即驅(qū)動(dòng)源放置。

7為IC濾波的各濾波電容應(yīng)盡可能靠近芯片的供電管腳放置，減少高頻回路面積，從而減少輻射。

8在PCB板上，接口電路的濾波、防護(hù)以及隔離器件應(yīng)該靠近接口放置，并且遵循先防護(hù)后濾波的原則。

9線路板電源輸入口的濾波電路應(yīng)靠近接口放置。

10當(dāng)接口電路采用隔離方式進(jìn)行濾波設(shè)計(jì)時(shí)，其RC、LC電路應(yīng)采用如下布局，且隔離區(qū)其他層不允許有其他走線。

11靠近PCB板邊緣4mm以內(nèi)不允許放置元器件。

12按照電路信號(hào)的流向安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向，信號(hào)走線最短、不產(chǎn)生回流。

13以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連線。

14高頻工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件同一方向排列。

15盡可能縮短高頻元器件之間的參數(shù)，減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的器件不要相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離。

16元器件的位置應(yīng)按電源電壓、數(shù)字及模擬電路、速度快慢、電流大小等進(jìn)行分組，以免相互干擾。根據(jù)元器件的位置可以確定印制板連接器各個(gè)引腳的安排。所有連接器應(yīng)安排在印制板的一側(cè)，盡量避免從兩側(cè)引出電纜，減少共模輻射。

17高頻濾波電容必須放在每個(gè)IC電源的引腳附近，減少對(duì)地回路，且要求每個(gè)電源引腳放一個(gè)高頻小電容。

18存在較大電流變化的單元電路或器件（如電源模塊的I/O，風(fēng)扇及繼電器）附近應(yīng)放置儲(chǔ)能電容和高頻濾波電容。

二、印制板布線

在印制板布線時(shí)，應(yīng)先確定元器件在板上的位置，然后布置地線、電源線，再安排高速信號(hào)線，最后考慮低速信號(hào)線。應(yīng)先布地線，這條規(guī)則很重要，地線最好布成網(wǎng)狀布置。

1電源線：在考慮安全條件下，電源線應(yīng)盡可能靠近地線，以減小差模輻射的環(huán)面積，也有助于減小電路的交擾。

2時(shí)鐘線、信號(hào)線和地線的位置：信號(hào)線與地線距離應(yīng)較近，形成的環(huán)面積較小，時(shí)鐘線兩邊應(yīng)盡可能進(jìn)行包地線處理，防止時(shí)鐘信號(hào)對(duì)其他信號(hào)的串?dāng)_，且包地線要可能多的打地過(guò)孔與地平面相連，減少接地阻抗，防止地線成為一個(gè)發(fā)射天線。

◇時(shí)鐘線包地處理

3時(shí)鐘線和信號(hào)線盡量不要換層走線，如確因?qū)嶋H情況需換層時(shí)，在走線過(guò)孔處，需打地過(guò)孔。

◇時(shí)鐘線過(guò)孔處、信號(hào)線過(guò)孔處打地過(guò)孔

4時(shí)鐘線、總線、射頻線等關(guān)鍵信號(hào)走線和其他同層平行走線應(yīng)滿足3W原則。

5應(yīng)避免印制電路板導(dǎo)線的不連續(xù)性：◇跡線寬度不要突變 ◇導(dǎo)線不要突然拐角，信號(hào)走線避免“毛剌”、“銳角”、“直角”、“寬度不一致”等情況。

◇導(dǎo)線不要突然拐角

◇跡線寬度不要突變

6輸入輸出線應(yīng)盡可能避免相鄰長(zhǎng)距離的平等，減少輸入輸出間的串?dāng)_（差分線除外）。

7電路板上的濾波器（濾波電路）下方不要有其他無(wú)關(guān)信號(hào)走線。

8晶振走線盡可能靠近IC，且在時(shí)鐘線兩邊進(jìn)行包地處理，時(shí)鐘接地腳與CPU接地腳應(yīng)同層直接靠近連接，減少晶振接地回路。時(shí)鐘線的線寬至少10mil,護(hù)送地線的線寬至少20 mil。時(shí)鐘晶振下最好露出地銅皮，增加電容耦合。

9關(guān)鍵信號(hào)線（如時(shí)鐘線、總線、接口信號(hào)線、很射頻線、復(fù)位線、片選線）一般都是強(qiáng)輻射源或敏感信號(hào)線，盡可能靠近地平面布線，使其信號(hào)回路面積減少，減少其輻射強(qiáng)度或提高抗干擾能力。

10高頻信號(hào)線要遠(yuǎn)離時(shí)鐘或晶振走線，如時(shí)鐘線和高速信號(hào)線盡量不要平行走線，確因?qū)嶋H情況需平行走線，應(yīng)用地線隔開。

11關(guān)鍵信號(hào)線距參考地平面邊沿≥3H（H為線距離參考平面的高度），特別是電源走線

12模擬信號(hào)的高低電平信號(hào)線要分別走在地層兩側(cè)或電源兩側(cè)。

13差分信號(hào)線應(yīng)同層、等長(zhǎng)、并行走線，保護(hù)阻抗一致，差分線間不應(yīng)有其他走線。當(dāng)確因?qū)嶋H情況要打過(guò)孔時(shí)，應(yīng)同時(shí)打過(guò)孔，且不能相距太遠(yuǎn)。

14關(guān)鍵信號(hào)線走線不要跨分區(qū)走線，如一定要跨分區(qū)走線，則在走線附近采用橋接方式，使信號(hào)形成完整回路。

15布線時(shí)應(yīng)把回流面積最小化作為最高原則

16電源平面應(yīng)相對(duì)于其相鄰地平面內(nèi)縮20H，當(dāng)因結(jié)構(gòu)限制時(shí)，也應(yīng)保證5H

17信號(hào)線和地址線的走線應(yīng)避免形成地排或地溝

三、電源的EMC設(shè)計(jì)

電源方面的EMC設(shè)計(jì)不僅僅包括開關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)，還包括數(shù)字電路、模擬電路方面的電源EMC設(shè)計(jì)。

開關(guān)電源方面的EMC設(shè)計(jì)主要包括電源前端共模濾波器、差模濾波器設(shè)計(jì)、開關(guān)變壓器緩沖回路的參數(shù)設(shè)計(jì)、開關(guān)管和快速二極管的吸收回路的設(shè)計(jì)、開關(guān)變壓器的屏蔽設(shè)計(jì)等項(xiàng)目。主要根據(jù)具體產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

模擬電路和數(shù)字電路電源部分的EMC設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)部分，主要包括BULK去耦電容的選擇、IC去耦電容的選擇、整體去耦電容的選擇、磁珠的選擇、濾波方式的選擇等。

電源開關(guān)的交流回路、整流器交流回路包含高幅梯形電流，這些電流中諧波含量成分很高，其頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)基頻，峰值幅值可高達(dá)持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的五倍，過(guò)渡時(shí)間通常為50ns，這兩個(gè)回路最容易產(chǎn)生電磁干擾。因此應(yīng)優(yōu)先布好這些回路，每個(gè)回路中的三種主要器件：濾波電容、電源開關(guān)或整流器、電感或變壓器應(yīng)彼此相鄰地進(jìn)行設(shè)置，調(diào)整元器件位置使它們之間的電流回路路徑盡可能的短。

開關(guān)電源的布線規(guī)則為：

1所有傳送交流信號(hào)的引線要盡可能的短而寬。

2盡可能地減少環(huán)路面積，以抑制開關(guān)電源的輻射干擾。

3根據(jù)印刷線路板電流的大小，盡可能地加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻。

4電源線、地線的走線與電流的方向一致，增加抗噪聲能力。

開關(guān)電源的地線設(shè)計(jì)規(guī)則為：

1通常選擇單點(diǎn)接地：輸入濾波電容公共端應(yīng)是其它的接地點(diǎn)耦合到大電流的交流地的唯一連接點(diǎn)，同一級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，且本級(jí)電路的濾波電容應(yīng)接在該級(jí)接地點(diǎn)上，主要是考慮電路各部分回流到地的電流是變化的。

2盡量加粗接地線：地線寬度最好是地線寬度比電源線寬，如有可能接地線寬度大于3mm，也可以用大面積銅層作為地線用，在印刷板上把沒有用上的地方都與地相連，作為地線。

3控制芯片的接地設(shè)計(jì)：功率地與信號(hào)地最終歸為一個(gè)地，但功率地與電源地要形成回流，信號(hào)地與信號(hào)線形成回流，切不可把功率地和信號(hào)地混淆，功率地和信號(hào)地最終實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)接地。IC控制地最好在其他交流電路環(huán)路都布置好后再放置，控制地要通過(guò)一特定的點(diǎn)連接到主電源地，減少檢測(cè)部分、誤差放大器和敏感輸入端之間的連接而引入噪聲。

四、數(shù)字電路的EMC設(shè)計(jì)

數(shù)字電路的EMC設(shè)計(jì)主要包括有源器件的選擇、時(shí)鐘電路的EMC設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)總線和地址總線的EMC設(shè)計(jì)、阻抗匹配和接地反彈的設(shè)計(jì)、總線驅(qū)動(dòng)器的濾波設(shè)計(jì)等。

首先應(yīng)注意器件的選擇：應(yīng)優(yōu)先選用器件上升沿平滑的器件。高速數(shù)字器件的布線易產(chǎn)生振鈴。該振鈴?fù)ǔ１憩F(xiàn)為諧波發(fā)射。通常的解決方法是在高速數(shù)據(jù)線上串一個(gè)阻尼電阻或串一個(gè)磁珠。

90%的EMI是由于10%的關(guān)鍵電路引起的，因此布線時(shí)要特別關(guān)注關(guān)鍵電路的布線。關(guān)鍵電路主要有時(shí)鐘電路、高速數(shù)據(jù)總線、地址總線、復(fù)位線、中繼線、控制線等，布線時(shí)應(yīng)優(yōu)先布好這些關(guān)鍵線路。

高速數(shù)據(jù)電路的接地設(shè)計(jì)為:一般采用多點(diǎn)接地，減少接地阻抗。

高速數(shù)據(jù)電路的電源設(shè)計(jì)為：

電路板入口處的電源去耦：大多數(shù)電路板的電源入口處去耦包括一個(gè)大的去耦電解電容并一到兩個(gè)小的高頻去耦電容，主要作用是為數(shù)字電路提供再充電，同時(shí)減少高頻噪聲。

器件去耦：任何鐘控器件（除微處理器外），必須在電源引腳加高速電容去耦，如果提供了多個(gè)電源和地線的管腳都必須加去耦電容。

高速數(shù)據(jù)電路的布線規(guī)則為：

1時(shí)鐘線、信號(hào)和地線的位置：信號(hào)線與地線距離應(yīng)較近，形成的環(huán)面積較小，時(shí)鐘線兩邊應(yīng)盡可能進(jìn)行包地線處理，防止時(shí)鐘信號(hào)對(duì)其他信號(hào)的串?dāng)_，且包地線要可能多的打地過(guò)孔與地平面相連，減少接地阻抗，防止地線成為一個(gè)發(fā)射天線。

2按邏輯速度分割：當(dāng)需要在電路板上布置快速、中速和低速邏輯電路時(shí)，高速的器件（快邏輯、時(shí)鐘振蕩器等) 應(yīng)安放在靠近連接器范圍內(nèi)，減少天線效應(yīng)、低速邏輯和存儲(chǔ)器,應(yīng)安放在遠(yuǎn)離連接器范圍內(nèi)。這樣對(duì)共阻抗耦合、輻射和交擾的減小都是有利的。

3應(yīng)避免印制電路板導(dǎo)線的不連續(xù)性：◇跡線寬度不要突變 ◇導(dǎo)線不要突然拐角

4輸入輸出線不要緊靠時(shí)鐘線或振蕩器線、電源線等電磁熱線，也不要緊靠復(fù)位線、中斷線、控制線等敏感信號(hào)線，應(yīng)盡可能避免相鄰長(zhǎng)距離的平等，減少輸入輸出間的串?dāng)_（差分線除外）。

5信號(hào)走線避免“毛剌”、“銳角”、“直角”、“寬度不一致”等情況。

6晶振走線盡可能靠近IC，且在時(shí)鐘線兩邊進(jìn)行包地處理，時(shí)鐘接地腳與CPU接地腳應(yīng)同層直接靠近連接，減少晶振接地回路。時(shí)鐘線的線寬至少10mil,護(hù)送地線的線寬至少20 mil。

7關(guān)鍵信號(hào)線（如時(shí)鐘線、總線、接口信號(hào)線、很射頻線、復(fù)位線、片選線）一般都是強(qiáng)輻射源或敏感信號(hào)線，盡可能靠近地平面布線，使其信號(hào)回路面積減少，減少其輻射強(qiáng)度或提高抗干擾能力。

8高頻信號(hào)線要遠(yuǎn)離時(shí)鐘或晶振走線，如時(shí)鐘線和高速信號(hào)線盡量不要平等走線，確因?qū)嶋H情況需平行走線，應(yīng)用地線隔開。

9時(shí)鐘線和信號(hào)線盡量不要換層走線，如確順實(shí)際情況需換層時(shí)，在走線過(guò)孔處，需打地過(guò)孔。

10差分信號(hào)線應(yīng)同層、等長(zhǎng)、并行走線，保護(hù)阻抗一致，差分線間不應(yīng)有其他走線。

11關(guān)鍵信號(hào)線走線不要跨分區(qū)走線，如一定要跨分區(qū)走線，則在走線附近采用橋接方式，使信號(hào)形成完整回路。

12金屬外殼接地的器件如晶振，應(yīng)在其投影面的頂層上鋪接地鈾皮，目的是通過(guò)金屬外殼與接地銅皮之間的分布電容來(lái)抑制其對(duì)外輻射和提高抗干擾能力。

五、模擬電路的EMC設(shè)計(jì)

模擬電路的EMC設(shè)計(jì)主要考慮EMS，因?yàn)槟M器件對(duì)產(chǎn)品的抗干擾非常敏感，因此模擬電路主要是在必要的端口加防護(hù)器件，抑制外來(lái)的電子干擾。常用的防護(hù)器件有濾波器件、磁珠、瞬態(tài)抑制二極管、共模扼流圈、隔離變壓器等。

模擬電路工作在低頻狀態(tài)下，任何mv級(jí)的電壓變化都會(huì)引起工作狀態(tài)的改變，因此模擬電路的EMC設(shè)計(jì)主要考慮EMS，對(duì)這些靈敏電路單點(diǎn)接地是最好的接地方式，接地的主要目的是防止來(lái)自其他噪聲元件如數(shù)字電路、開關(guān)電源、繼電器的大接地電流爭(zhēng)用敏感的模擬地線。接地環(huán)路必須避開一切敏感的低頻模擬電路。

對(duì)數(shù)?；旌系碾娐?，其接地方式最好不要進(jìn)行地分割。現(xiàn)在芯片發(fā)展迅速，大部分芯片中數(shù)字電路和模擬電路皆有，對(duì)于這種情況，最好將數(shù)字地與模擬地混合，而在布局上將模擬部分的外圍器件集中放置，遠(yuǎn)離干擾源。

六、接口電路的EMC設(shè)計(jì)

接口電路的EMC設(shè)計(jì)包括接口電路的濾波電路設(shè)計(jì)和接口電路的防護(hù)設(shè)計(jì)。

接口電路濾波設(shè)計(jì)的目的是減小系統(tǒng)通過(guò)接口及電纜對(duì)外產(chǎn)生的輻射，抑制外界輻射和傳導(dǎo)噪聲對(duì)整機(jī)系統(tǒng)的干擾；

接口防護(hù)電路設(shè)計(jì)的目的是使電路可以承受一定的過(guò)電壓、過(guò)電流的沖擊。

接口濾波電路和防護(hù)電路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下面的基本設(shè)計(jì)原則：

1濾波和防護(hù)電路對(duì)接口信號(hào)質(zhì)量的影響滿足要求。

2濾波和防護(hù)電路應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，不能簡(jiǎn)單拷貝。

3需要同時(shí)進(jìn)行濾波電路和防護(hù)電路時(shí)，應(yīng)保證先防護(hù)后濾波的原則。

4接口芯片，包括相應(yīng)的濾波、防護(hù)、隔離器件等，應(yīng)盡可能沿信號(hào)流方向成直線放置在接口連接器處。

5接口信號(hào)的濾波、防護(hù)、隔離器件等盡可能靠近接口連接器處，相應(yīng)的信號(hào)連接線必須盡可能短（符合工藝要求條件下的最短距離）。

6接口變壓器要就近放置在連接器附近，通常在對(duì)應(yīng)接口連接器3cm以內(nèi)。

7模擬信號(hào)接口和數(shù)字信號(hào)接口、低速邏輯信號(hào)接口和高速邏輯信號(hào)接口等（以敏感和干擾發(fā)射程度來(lái)區(qū)分），它們之間要間隔一定距離放置。當(dāng)連接器之間存在相互干擾的可能時(shí)，必須采取隔離、屏蔽等措施。

8同一接口連接器里存在不同類型的信號(hào)時(shí)，必須用地針隔離這些信號(hào)，特別是對(duì)于一些比較敏感的信號(hào)。

9接口信號(hào)線走線的線寬應(yīng)始終一致。對(duì)于高速信號(hào)線，如果走線有需要彎曲的地方，則應(yīng)采用圓弧平滑地彎曲走線。

10禁止在差分線和信號(hào)回線之間走其他信號(hào)線，差分對(duì)線對(duì)應(yīng)的部份應(yīng)平行、就近、同層走線，且走線的長(zhǎng)度盡可能一致。

11當(dāng)接口信號(hào)線較長(zhǎng)（從驅(qū)動(dòng)、接收器到接口連接器超過(guò)2.5cm），應(yīng)按傳輸線布線方法，使走線滿足規(guī)定的特性阻抗。

12所有的信號(hào)走線不能跨平面走線，除非已經(jīng)過(guò)隔離濾波器。

13接口信號(hào)連接器建議選用帶屏蔽外殼的連接器，尤其是高頻信號(hào)連接器。

14連接器的金屬外殼應(yīng)與機(jī)殼保持良好的電連續(xù)性，對(duì)于能夠360度環(huán)繞的連接器，則必須360度環(huán)繞連接，而且通常連接阻抗要小于1mΩ。

15對(duì)于不能進(jìn)行360度環(huán)繞連接的連接器，則建議采用外殼四周有向上簧片的連接器，而且簧片必須有足夠的尺寸和性能（彈性），以保持與機(jī)殼間有良好的電連接。

16濾波連接器對(duì)產(chǎn)品EMC性能往往有很大的幫助，但其成本比較高，通常在采用板內(nèi)濾波、電纜屏蔽等方法能解決問題的情況下，就不采用濾波連接器。

17屏蔽線的屏蔽層要盡可能與接插件外殼保持360度的連接。對(duì)于做不到這一點(diǎn)的接口，通常有其他對(duì)應(yīng)的措施，來(lái)保證接口的EMC性能。

18接口信號(hào)線和接口芯片，必須遵守供應(yīng)廠商或標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行阻抗匹配、濾波、隔離、防護(hù)等。

七、結(jié)構(gòu)的EMC設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)EMC設(shè)計(jì)包括底板、機(jī)殼和設(shè)備內(nèi)部走線幾種情形。

底板和機(jī)殼是為控制設(shè)備或功能單元中無(wú)用信號(hào)通路提供屏蔽的最有效方法，因此電子產(chǎn)品的底板和機(jī)殼最好采用金屬結(jié)構(gòu)或采用內(nèi)部鍍金屬的塑料結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)縫隙必須盡量減少結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，以便控制來(lái)自底板和機(jī)殼進(jìn)出的泄漏輻射。提高縫隙屏蔽效果的結(jié)構(gòu)措施包括增加縫隙深度、減少縫隙長(zhǎng)度，在接合處加導(dǎo)電襯墊，在接縫處涂導(dǎo)電涂料，縮短螺釘間距等措施。

結(jié)構(gòu)開口方向應(yīng)與磁力線方向一致，如果垂直磁力線方向則會(huì)產(chǎn)生切斷磁力線，使磁阻增加，屏蔽效果變差。

設(shè)備內(nèi)部走線混亂則對(duì)非屏蔽的電子設(shè)備來(lái)講，設(shè)計(jì)的屏蔽、濾波電路、接地措施應(yīng)不會(huì)起到應(yīng)有的作用。內(nèi)部走線太亂，不僅傳輸高、低電平信號(hào)之間相互騷擾，也給后期采用屏蔽、濾波、接地等補(bǔ)救措施帶來(lái)不便。

設(shè)備內(nèi)部走線的基本原則為：

1機(jī)箱內(nèi)各種裸露走線要盡量短。

2傳輸不同電平信號(hào)的導(dǎo)線分組捆扎，數(shù)字電路和模擬電路信號(hào)線應(yīng)分組捆扎，并保持適當(dāng)距離，減少導(dǎo)線相互影響。

3對(duì)產(chǎn)品中用來(lái)傳遞信號(hào)的扁平電纜，應(yīng)采用地-信號(hào)-地-信號(hào)-地排列的方式，這樣可以有效抑制騷擾，增強(qiáng)其抗干擾能力。

4將低頻進(jìn)線和回線絞合在一起，形成雙絞線，減少電磁騷擾。

5對(duì)確定的輻射騷擾較大的導(dǎo)線要加屏蔽措施。

6屏蔽電纜進(jìn)出屏蔽體必須保證屏蔽層與屏蔽體之間可靠搭接，一般要求360°環(huán)接，并提供足夠低的搭接阻抗。

7非屏蔽電纜原則上禁止直接從屏蔽體中出線。特殊情況下允許直接出線，但是要求屏蔽體內(nèi)側(cè)（或者外側(cè)）電纜的長(zhǎng)度不得越過(guò)80mm，注意這個(gè)尺寸包括PCB上面的走線，如果有濾波電路，指濾波電路與屏蔽體之間的電纜長(zhǎng)度。

8非屏蔽電纜還有一種特殊處理措施就是：用金屬絲網(wǎng)將非屏蔽電纜在屏蔽體內(nèi)部分纏繞變成局部的屏蔽電纜，然后按照屏蔽電纜的方式進(jìn)行處理。需要注意的是這種方法可能存在工藝性差，作用有限等缺陷。

9屏蔽電纜還有一種特殊應(yīng)用場(chǎng)合，有時(shí)系統(tǒng)規(guī)定其屏蔽層不得與屏蔽體（實(shí)際上就是PGND）連接，典型的例子是同軸電纜。這時(shí)的屏蔽電纜可以按照非屏蔽電纜處理（在屏蔽體一側(cè)的長(zhǎng)度不得超過(guò)80mm），或者采用雙層屏蔽電纜。

八、接地設(shè)計(jì)

接地首先必須采用低阻抗設(shè)計(jì)，相對(duì)于其他電氣的連接線，接地設(shè)計(jì)中要求接地線盡量粗、短，特別是在印制板設(shè)計(jì)上通常采用大面積連接。在接地設(shè)計(jì)中，地環(huán)路問題也是要重點(diǎn)考慮的問題，但地環(huán)回路一般出現(xiàn)在低頻場(chǎng)合，大多數(shù)情況下采取低阻抗接地通路的設(shè)計(jì)方案來(lái)解決此類問題。

地環(huán)路在高速電路設(shè)計(jì)中不必要太多關(guān)心，因?yàn)檫@時(shí)很難去掉地環(huán)路，需要考慮的是如何降低地線的阻抗，因此數(shù)字電路常采用多點(diǎn)接地。但對(duì)低頻模擬電路及小信號(hào)電路，地環(huán)路問題又是比較重要的，必須減少地環(huán)路面積，抑制地環(huán)路對(duì)低頻模擬電路及小信號(hào)電路的騷擾。

在數(shù)字電路里，其工作特性不取決于電路中的工作頻率，而是取決于該電路工作脈沖的上升沿和下降沿，因此數(shù)字電路產(chǎn)生的諧波頻帶非常寬，且幅度大，因此常采用多點(diǎn)接地減少接地阻抗。

由于現(xiàn)在IC器件往往是模擬和數(shù)字電路同時(shí)存在，因此在設(shè)計(jì)中往往采用單點(diǎn)和多點(diǎn)混合接地的形式。在數(shù)字電路中，采用多點(diǎn)接地或大面積接地方式；在模擬電路，采用單接地。

實(shí)際上，在電路板設(shè)計(jì)中，上述接地方法可以很好的實(shí)現(xiàn)；但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的接地設(shè)計(jì)中，由于要考慮信號(hào)傳輸質(zhì)量的好壞，另外系統(tǒng)對(duì)EMS、安全設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的EMC性能要求使接地變得更為復(fù)雜。

單點(diǎn)和多點(diǎn)接地是設(shè)計(jì)人員關(guān)心的一個(gè)問題。單點(diǎn)接地適合小信號(hào)和模擬電路，多點(diǎn)接地適合高頻電路設(shè)計(jì)。因?yàn)樵谛⌒盘?hào)和模擬電路設(shè)計(jì)中，mV級(jí)的干擾就可能會(huì)影響電路的性能，單點(diǎn)接地可以控制電流的路徑，避免地環(huán)路的形成。而在高頻電路中，引線電感和寄生電容都可能是破壞單點(diǎn)接地因素，從而構(gòu)成大的接地阻抗和隱性的地環(huán)路。因此不少工程師通常將數(shù)字地與模擬地分開，但由于印制板的限制又不能完全遵循EMC設(shè)計(jì)原則，導(dǎo)致印制板設(shè)計(jì)的失敗?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，集成芯片的發(fā)展速度非常快，一個(gè)芯片中往往包括數(shù)字電路和模擬電路，如果將數(shù)字地和模擬地完全分開，再有經(jīng)驗(yàn)的PCB工程師估計(jì)也難實(shí)現(xiàn)。為了證明數(shù)字地與模擬否能混合，國(guó)際IEEE委員Tony Waldron在對(duì)某大型影劇院進(jìn)行EMC整改時(shí)，將兩個(gè)地混合為一個(gè)完整的地，徹底解決了導(dǎo)線長(zhǎng)達(dá)20多米的麥克風(fēng)尖叫（hum）問題，當(dāng)電源合上時(shí)整個(gè)影劇院悄無(wú)聲息，在場(chǎng)的工程師簡(jiǎn)直不相信自己的耳朵。