PCB設(shè)計的EMC問題如何避免

最近經(jīng)常被問到EMC相關(guān)的問題，比如怎么設(shè)計才能避免EMC的問題，我想經(jīng)常關(guān)注高速先生的同鞋們有機會肯定也會問到這個問題。首先這是一個系統(tǒng)性的問題，不是那么好回答，尤其是對于聚焦在高速信號這個領(lǐng)域而非EMC專長的高速先生們來說，其實也只能回答個大概，實話實說，在EMC領(lǐng)域我們也還在不斷的學(xué)習(xí)中，所以這篇文章也只是基于我們對EMC的一些認識，從PCB設(shè)計中如何去盡量的避免問題的發(fā)生，其中說得不到位的也請大家批評指正，如果您有自己更好的文章，也歡迎投稿給我們的高速先生。

在文章的開篇就說過，EMC和SI、PI息息相關(guān)，很多時候我們會告訴大家，我們沒法進行EMC仿真，但我們會從板級來盡量避免一些EMC問題的發(fā)生，說白了其實就是盡量保證SI及PI的性能（這是我們的專長），從源頭上來避免EMC問題。

首先，關(guān)于信號完整性與EMC的關(guān)系前面小陳有寫過不少的文章闡述了一些道理，今天我們再來簡單的總結(jié)下，SI關(guān)注的過沖、反射及串擾，其實就和EMC有直接的關(guān)系。信號由于阻抗匹配不好，會發(fā)生各種反射，反射比較大就會有較大的過沖，那么這個過沖的幅值除了對器件的使用壽命有影響外，還會影響到輻射，因為他是輻射的來源，所以在PCB設(shè)計上對一些關(guān)鍵信號就需要盡量控制阻抗，做到阻抗匹配，可能的情況下還需要通過一定的外部端接來達到匹配，在拓撲和端接系列里面已經(jīng)講過各種端接方法了；此外還需要關(guān)注信號跨分割的問題，信號跨分割除了阻抗問題外，其實還有就是信號回流問題，說到信號回流，很多人就會想到EMI的問題，對了，信號回流路徑變大也是會產(chǎn)生EMI問題的；再有就是串擾，串擾就是信號之間的相互耦合，很多人可能會直接把它和EMI等同，避免串擾就需要盡量加大信號之間的間距，尤其是微帶線，另外還需要考慮雙帶狀線之間的串擾，盡量避免上下層平行走線過長；還有一些諸如板邊走線，沿分割走線等，其實這些都是些老生常談的話題，但知易行難，如果在設(shè)計中有一定的SI知識并且從SI的角度來進行設(shè)計，那么很多EMC相關(guān)的問題其實是可以避免的。

其次從PI的角度考慮也是避免EMC問題的一個關(guān)鍵，把電源設(shè)計好，你的產(chǎn)品也可以說就成功了一半。在電源完整性里面我們會考慮電源平面阻抗，其中就會綜合評估電源的各種電容匹配是否合理，進而從整個頻段來保證電源網(wǎng)絡(luò)有一條低阻抗的通道，如果某頻段內(nèi)阻抗超標，在相應(yīng)頻段就會出現(xiàn)較高的噪聲，此時EMI問題就有可能會被激發(fā)，所以我們就會采用相應(yīng)頻段的電容來濾除這些噪聲，前面的文章里我們的小劉有講到EMC與電容，其實講的就是這個，后續(xù)我們還有更多PI相關(guān)的專題，所以關(guān)于EMC與PI的話題我們在此就不涉及太多了。

另外就是從疊層、地和濾波的角度來避免EMC問題的發(fā)生。疊層其實就是提供一個最基本的信號框架，在這個框架內(nèi)需要滿足信號及電源完整性的各種質(zhì)量要求，當然還要能保證可以加工，接下來就有疊層的專題；地的話題我們在上一篇文章里面只是很膚淺的重新認識了一下，關(guān)鍵就是我們需要分信號來保證信號的回流和參考，另外就是各種地的分割，最終怎么把分割的地通過什么方式來連接，這個在EMC或者PCB設(shè)計中是需要注意的，但也是最復(fù)雜的。還有就是濾波，常見的有低通、高通、帶通、帶阻等濾波方式，這些需要根據(jù)不同的需求采用不同的濾波，另外還有不用的濾波器件如饋通濾波器，L型濾波器，Pai型濾波器，T型濾波器，共模濾波器等，采用不同的濾波器件在硬件原理設(shè)計的時候有不同的考量。

最后就是屏蔽隔離了，因為很多時候芯片本身的輻射就很大，芯片的輻射是沒法從板級上來消除的，除了采購輻射小的芯片或者要求芯片廠商來保證外，很多時候就需要用屏蔽罩來隔離了，如大家經(jīng)常看到手機上面各大模塊都是用一個一個的鐵盒子把芯片包起來，這個鐵盒子很多時候不是為了保密需求的（一部分不排除哈），其實很大一部分原因就是屏蔽及隔離EMI的，這個就是基于EMC的考量。因為我們手機上的芯片很多都是射頻信號，一方面它很容易干擾其他信號，另一方面它又很容易被別人干擾，所以這個時候就用一個個的鐵盒子把他們屏蔽隔離起來，就好像把一些好事份子都單獨關(guān)起來，大家各玩各的互不影響，這樣也就相安無事了。

前面泛泛說了一大堆，無非也就是通過源頭來盡量避免輻射及EMC問題的發(fā)生，因為我們都知道要想徹底解決問題，就需要從問題的根源出發(fā)，而不是頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，EMC問題也是一樣的，引起EMC的問題是復(fù)雜的，這就需要我們知道問題的源頭在哪里，最后對癥下藥。