浅谈PCB板电磁兼容的重要性

--------- PCB板电磁兼容的重要性 ---------

      产品满足电磁兼容（EMC）要求，PCB设计应遵循哪些规范？ 

       在做产品的过程中可能都遇到过这样的事情，明明用的是屏蔽机箱，为何电磁兼容实验却过不了。这又是什么原因呢？

很明显产品在设计时，只注重机箱的EMC设计，而忽略了PCB板的EMC设计。可能大家都有接触过一些设备，外壳缝隙和开孔很大，却通过了EMC测试，有点匪夷所思。由此可见PCB板卡的EMC设计，才是产品EMC设计的核心。

PCB·EMC设计是影响产品EMC测试中最重要的一环。

--------- PCB板的EMC设计原则 ---------

下面分享一些EMC设计经验给大家：

产品电磁兼容性的设计原则，就是一定要在新产品研发阶段就进行EMC设计，否则有可能亡羊补牢的机会都没有。EMC设计是产品开发的重要一环，他可以使效率可以大幅提升，使研发费用最大限度节省。

经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC 设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。

--PCB板EMC设计要点之一：元器件的选择--

（1）主要部件，集成电路的选型应主要考虑，减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力，尽量选用本身发射小的芯片，工作速率低的器件，多地线脚的芯片（芯片实质就是集成度较高的电路模块，封装时多装地线脚，可以减小高速差模电流环面积S，相应地减小芯片的发射）；

（2） 避免使用大功率、高损耗器件，它们往往是大的辐射源，保证所选器件不工作在非线性区，以免产生谐波分量成为干扰源。

（3）电路设计除考虑减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力外，还应考虑电源电路防外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化等；

（4）电路设计或方案应不使数字信号波形产生过冲，应使无用的谐波振荡幅度最小，使无用的高次谐波成分最少，避免引发强烈的电磁干扰；

（5）对集总参数电路，增加阻尼、减小Q值，防止振荡。

--PCB板EMC设计要点之二：布线的设计--

（1）尽量减小所有的高速信号及时钟信号线构成的环路面积，连接线要尽可能短，并使信号线紧邻地回路；

（2）使用小型化器件和多层线路板，多层印制板可紧缩布线空间，高频特性好，容易实现EMC；

（3）印制板层数选择考虑关键信号的屏蔽和隔离要求，先确定所需信号层数，然后考虑成本的前提下，增加地平面和电源层是PCB EMC设计最好的措施之一；

（4）印制板分层原理与布置印刷电路、布置排线的原理一样，元件面下面为地平面，关键电源平面与其对应的地平面相邻，相邻层的关键信号不跨区，所有的信号层特别是高速信号、时钟信号与地平面相邻，尽量避免两信号层相邻；

（5）个别电源层、地层不能作为一个连续的平面时，采用多网孔连接形成地格蜂窝网，有效减小电流环路面积，减小公共阻抗R，加大信号与地层分布电容；

（6）线路板布线设计时顺序考虑：电源和地/时钟线/信号线，布线应该短、直、粗、匀，不要直角和突变， 应有“之”字形，用圆角代替尖锐走线，尽可能加宽电源和地的布线，电源和地层的分割，尽量符合微带线和带状线要求；

（7）走线尽可能远离骚扰源，布线考虑铁氧体材料的使用，预留磁珠和贴片滤波器的位置，以备按需加减。

--PCB板EMC要点之三：接地设计--

（1）高速信号线路及内部线缆的EMC设计；PCB的EMC设计中也提到供电与接地、高速信号线路的EMC设计，

（2）芯片间使用低阻抗地连接（地平面），不同芯片供电脚间阻抗尽量小，芯片供电脚（意思是离芯片供电 脚很近的供电线上）与地间接高频旁路电容，供电布线预留磁珠和贴片滤波器的位置，以备按需加减；

（3）布线、I/O排线的核心原则就是减小电流环面积S,布置排线的原理与印制板分层原理一样，关键电源线与其对应的地线相邻，所有的信号层特别是高速信号、时钟信号线与地线相邻，尽量避免两信号线相邻； 

（4）为避免接地线长度过长（接近λ/4），可采用多点就近接地，接地线高频阻抗要小；

（5）减小电缆的天线效应及减小偶极子天线效应，跨线、I/O排线采用屏蔽性能好的线缆，内导线采用多股双绞线，使空间场互抵，屏蔽层可作为回线；

（6）机内采用屏蔽线防止感应噪声；

（7）波器的输入输出线应拉开距离，忌并行走线，以免影响滤波效果;

（8）I/O接口注意高速电路阻抗匹配，减小、消除反射；

编辑：黄飞