如何设计用于EMI的PCB分区和布线

本系列的第1部分介绍了数字信号如何通过PC板传播，第2部分描述了特定的电路板叠层设计，以实现低EMI。第3部分将讨论电路部分的划分，高速走线的布线以及一些其他布局实践，以帮助降低EMI。

除了适当的层堆叠，在电路板上布置电路时，下一个最重要的考虑因素是电路功能的划分，例如数字，模拟，电源转换，RF以及电机控制或其他高功率电路等。

在进行电路布局之前，我们必须首先了解和可视化返回电流的流动方式以及电磁场在高速电路走线下的分布情况。在低于约50kHz的低频下，返回电流趋向于遵循最低电阻的路径。它们倾向于沿着源和负载之间的最短距离行进，如图1中的绿色区域所模拟。

图1. 50 kHz以下的返回电流场分布遵循以下路径：阻力最小。 Keysight Technologies供图。

大约50 kHz至100 kHz时，返回电流由于信号路径之间的互阻抗耦合效应，倾向于遵循最低阻抗的路径。这些电流倾向于直接在源和负载之间的信号路径下方传播，如图2中的绿色区域所模拟。

图2.频率高于50 kHz的返回电流场分布，将通过阻抗最小的路径返回源。 Keysight Technologies供图。

您现在可以理解为什么要定位模拟电路了远离数字或其他噪声电路。保持这些“展开”的返回电流与来自噪声电路的返回电流混合。这就是分区如此重要的主要原因。

分区
第1部分该系列描述了数字（和其他高频）信号如何通过电路板的介电空间传播。为避免信号耦合和串扰，您不得允许各种返回信号在同一电介质空间内混合。因此，您需要对主要电路功能进行分区。图3演示了一个分区示例。当然，随着电路板尺寸缩小，这将变得更具挑战性。 Henry Ott还在参考文献1中描述了这个概念。

图3.如何在电路板上划分电路功能的示例。

现在知道低频信号的回波趋于扩散，我们可以看到任何模拟或低频电路必须与数字，电源转换或电机控制器电路。同样，敏感的RF接收器电路，如GPS，蜂窝或Wi-Fi设备也必须与数字，电源转换或电机控制器电路分开。