电磁兼容中三大类PCB布线设计详解

从电磁兼容的角度，我们需要对以下四种布线加以关注：A 强辐射信号线（高频、高速、时钟走线为代表）B 敏感信号（如复位信号）C 功率电源信号D 接口信号（模拟接口或数字通信接口）

一、单双面布线设计

1.在单层板中，电源走线附近必须有地线与其紧邻、平行走线。减小电源电流回路面积，减小差模环路辐射。

2.电源走线单面板或双面板，电源线走线很长，每隔3000mil 对地加去耦电容（10uF ＋1000pF）。滤除电源线上地高频噪声。

3.Guide Ground Line对于单、双层板，关键信号线两侧应该布“Guide GroundLine” 。关键信号线两侧地“ 包地线” 一方面可以减小信号回路面积，另外还可以防止信号与其他信号线之间的串扰。

4.回流设计在单层板或双层板中，布线时应该注意“ 回流面积最小化” 设计，回路面积越小，回路对外辐射越小，并且搞干扰能力越强。

对于多层板来说，要求关键信号线有完整的信号回流，最后是GND 平面回流。次重要信号有完整平面回流。通过减小回路来防止信号串扰，同时降低对外的辐射。

5.直角走线PCB 走线不能有直角走线。直角走线导致阻抗不连续，导致信号发射，从而产生振铃或过冲，形成强烈的EMI 辐射。

6.PCB走线粗细应一致。粗细不一致时，走线阻抗突变，导致信号反射，从而产生振铃或过冲，形成强烈的EMI 辐射。

7.相邻布线层注意在分层设计时，应避免布线层相邻。如果无法避免，应适当拉大两布线层上的平行信号走线会导致信号串扰。线层之间的层间距，缩小布线层与其信号回路之间的层间距，布线层1与布线层2不宜相邻。

相邻布尽可能避免相邻布线层的层设置，无法避免时，尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线长度小于1000mil ，这样减小平行走线之间的串扰。

差分信号线应同层、等长、并行走线，保持阻抗一致，差分线间无其它走线。这样保证差分线对的共模阻抗相等，提高其抗干扰能力。

8.过孔效应电流≥1A 的电源所用的表贴保险丝、磁珠、电感、钽电容的焊盘应不少于两个过孔接到平面层。主要目的是减小过孔等效阻抗。

9.电容布线滤波电容的接地线和接电源线应尽可能粗、短，过在的等效串联电感会降低电容的谐振频率，削弱其高频滤波效果。滤波电容与芯片管脚之间的接地线和接电源线走线也有一定的要求。

10.跨分割设计关键信号走线一定不能跨分割区走线（包括过孔、焊盘导致的参考平面间隙）；跨分割区走线会导致信号回路面积的增大。解决办法为增加桥接电容或改进分割区。

二、高速信号布线设计

1. 3H原则对于时钟、高速地址等关键信号线距参考平面边沿≥3H （H 为线距离参考平面的高度），这样可以很好的抑制边缘辐射效应。

2.高频信号走线

在多层板中，单板TOP 、BOTTOM 层是否无≥50MHz 的信号线，最好将高频信号走在两个平面层之间，将关键信号布在内部走线层可以起到屏蔽做用，抑制其对空间的辐射。

3.高速走线包地

时钟两侧建议包地线，包地线每隔3000mil 接地，这样保证包地线上各点电位相等。CLK 、BUS 、RF 线等关键信号走线和其他同层平行走线应满足3W 原则，分层走线之间同理，这样可以避免信号之间的串扰。

4.金属外壳需要接地对于金属外壳需要接地元件（如晶体、散热器外壳、加强金属骨架），应在其投影区的顶层上铺接地铜皮，通过金属外壳和接地铜皮之间的分布电容来抑制其对外辐射和提高抗扰度。

三、产品接口布线设计

1.强辐射走线时钟线、总线，射频线等强辐射信号远离接口外出信号线，避免强辐射信号线上的干扰耦合到外出信号线上，向外辐射。

2.强敏感走线敏感信号线如复位信号线、片选信号线、系统控制信号线等远离接口外出信号线。接口外出信号线常常带进外来干扰，耦合到敏感信号时会导致系统误操作。

3.滤波器前后走线滤波器（滤波电路）的输入、输出信号线不能相互平行、交叉走线，需要避免滤波前后的走线直接噪声耦合。

4.功能模块间地连接如图示，如单板上各模块间无互连信号线，则各模块地通过大地相连；

如有信号互连，则在信号线跨模块电路处单点相连。（红色为地网络，蓝色为信号互连线，黑色为各网络间的地连线）

4.例举网络接口布线规则

1 变压器下面全部掏空处理；2 地线分割槽的宽度大于100mil；3 连接器与隔离变压器之间距离小于1000mil；4 晶振距离变压器至少1000mil；5 灯线驱动限流电阻和供电电源上面的磁珠放置在掏空位置。

5.接口处接地的设计要点

1 单板接口地接设备金属结构件，使其成为“ 干净地” ，用来进行滤波电路和防护电路的接地；2 电源滤波器的地接接单板接口地；3 电源模块输出的电源地单点接数字地；4 数字接口电路建议采用光耦、隔离变压器等隔离器件进行隔离，避免数字地上的噪声耦合到单板接口地；5 各接口的滤波电路靠近单板接口地放置，滤波电容接单板接口地；6 D/A 器件跨接在数字地和模拟地之间，数字地和模拟地在D/A 附近单点相连，模拟地单点接单板接口地；7 尽量避免数字地直接接单板接口地，使得数字地“ 污染” 单板接口地；8 接口电缆的屏蔽层接单板接口地。