EMC信号时如何跑出屏蔽机壳的？

Layout时候层的数目，完整平面的数目，以及在板上的堆叠方式的选用等等，有时候没有将EMC的顾虑考虑进去，经谨慎的选择，以决定哪一层要走哪些信号，可以让返回电流保持在适当的信号布线旁边，因为可以比随机布线大大的改进其EMC特性，这种小心的布线并不会增加板的成本，这可能会稍稍的增加电路板布线所花费的时间，但是与所降低之EMC问题相比是非常值得的。 返回电流路径之考虑是非常重要的 ，在良好的EMC设计里可能是 最值得费心的观念 。EMC设计之努力要放在PCB 层面 ，而不是屏蔽层面，屏蔽只是用来最后的优化。

处理EMC问题时候

第一个问题永远都应该是：这个信号从哪里来的？

第二个问题应该是：它是如何跑出屏蔽盒的？，将此两个问题当做你的基本策略，可以让你在测试实验室少待一点时间，从另一方面来说，没事随机的加一些ferrite beads、铜箔胶带、滤波电容、是让你长期待在实验室的绝佳办法，并且会增加不必要的产品成本。

信号从哪里来？ Where does the signal come from ？

如果你知道信号时从哪里来的，就较可以来追踪其耦合至机壳外的路径，然后决定最佳的解决方案。时脉（clock）以及数据信号（data signal）是最为可能的来源，所以系统中的时脉频率及资料率（以及其谐波）是多少？这些频率是不是吻合于问题频率之频率点？要记得，100Mb/s资料率的基频是50MHz，并且是每50MHz一根谐波。

信号时如何跑出屏蔽机壳的？ How does the signal getout of the shielded ？

一旦对于信号之来源有些概念，就可以开始来看说信号时如何跑到机壳外面去。第一个线索就是来查看当移动或移除各种线缆时，辐射强度是否有很大的影响。

大多数产品之屏蔽机壳实质上来说都很小，所以本身不是个有效的辐射器。

当把各式之线缆加到产品上时，这些线缆就会让此一产品在电气上大了很多，并且变成是较有效的辐射器。

信号从屏蔽机壳出去只有三种方法：

1 由孔洞、开口、缝隙泄漏出去

2 经由机壳屏蔽传导到线缆以及未屏蔽的线

3 由不理想的屏蔽线缆接触泄漏至机壳

如果信号时由于上述原因溢出屏蔽机壳，移动线缆就会改变辐射之振幅。

** 线宽，VIA及常用滤波电容**

**1. **1A电流走线通常为40mil，1mm≈39.37mil，所以1mm的走线承载电流能力一般为1A，这个通用规则用来评估走线的载流能力，尤其是PA电源线宽的评估。

**2. **DDR数字信号速率评估：

a. Top层的速率通常为5500mil/ns

b. 内层速率通常为4500mil/ns(除了Top和Bottom的其它层)

**3. **VIA：一般情况8mil的孔径，18mil的焊盘可承载700mA的电流，具体要跟板厂确认工艺能否满足要求。我们的板子上面常用4mil孔径+12mil焊盘和8mil的孔径+18mil的焊盘

**4. **常用滤波电容

a. 滤除800M常用滤波电容为33pF

b. 滤除900M常用滤波电容为33pF，36pF，39pF

c. 滤除1.8G常用滤波电容为10pF，12pF

d. 滤除1.9G常用滤波电容为18pF

e. 滤除21102170常用滤波电容为8.2pF5.6pF(先用8.2p，若效果不佳的时候再往小调，滤除WLAN频率通常用8.2pF)

举例如在Audio的滤波电容就是33pF用来滤除TDD Noise

返回路径

返回路径主要是为了考虑EMI和信号质量，在《信号完整性技术》和《PCB Design forReal-World EMI Control》（中文译为印刷电路板设计在真实世界里的EMI控制），里都讲到EMC技术。

结合实际来谈谈返回路径，简单的说返回路径就是信号电流从终端返回至源端的回路，无论如何电流都要形成回路，即从终端返回其源端。

返回路径可为 “ 地平面 ” 亦可为 “ 电源平面 ” ，当然能用GND作为返回路径是首选。高速、高功能之系统通常使用多层板。其中数层使用为DC电源或是接地参考平面层，这些通常是完整平面，且没有裂口分割，因为通常会有不同平面层因此不需要在单一平面提哦那个不同之****DC 电压。不管在电路图上这些层叫做什么名字（亦即，接地， +5V ， VCC ，数位电源等），这些层都可以作为市直接相邻传输线信号之返回电流路径，对于这些平面层来说，创造出一个良好低阻抗的返回电流路径就是其最重要的工作。返回路径最主要是要完整，有分割的话返回电流会因为感抗太大而导致电位的产生从而导致EMI问题。

Xc=1/j2πfc所以高频时Xc非常小，又因高频时去耦电容连接在电源平面与地之间，所以电源平面也可以作为返回路径。作为返回路径的电源平面最好是信号的供电源路径，即芯片DC供电源的走线。数字信号都是PMOS和NMOS的开关信号，它们都需要DC电源供电，数字信号的驱动电源根据信号的用途不同分为很多很多的电源域，用来对应提供给不同的数字信号供电。

** 先记住一句话：**

** 对于EMI应用来说，电流才是最重要的考虑因素。电流产生辐射，而非电压。**

EMI/EMC的问题是肇因与器材内之导体上之时变电流，称为di/dt杂讯，电流变化产生了电磁场辐射。

相反地，外来的电磁场能量也会导致电路上的di/dt杂讯，造成错误的逻辑运算及器材之误动作。大多数的高速及快速上升时间之信号会造成EMI/EMC问题，这些问题会被连接到该器材之导线电缆所放大，在较低频率变成有效率之天线。典型之解决方案是使用屏蔽外壳，对输出入信号及电源滤波，并且对基板上之信号线及电源平面提供滤波电路。

降低EMI最有效之方式是控制信号之分布以及它们的源头。所以，这些信号时从哪里来的？这些信号的起源可能有很多种，但是最主要的干扰时来自于****IC 中的高速切换电流 。

几乎所有的EMI干扰来自于产品某处存在之共模电流，所有的这些共模电流都来自于某些功能上之工作电流。如果这些工作电流能够好好控制，让它只含有工作上所需之谐波，来自于高频谐波造成之不必要干扰就可以降低。

此一共模电流的来源最有可能是 工作信号之回返电流路径 。当电路布局工程师花很多时间在连接电路间之路径时，很少会注意到返回电流路径。当时脉冲信号在10MHz以下时，回返电流不会是个问题，现今，基板上之时脉冲速度多至200至400MHz，且资料汇流排之速度高达1GHz是很普通的，因此，信号之布线路径应视为微波传输线（Transmission line）。不论是对****EMC 特性或是功能特性而言，信号线之高频回返电流路径都是非常重要的 。

电感： Inductance 。 一个通常被误解的观念是对于电感的认知。初级工程师把电感认为是一个特定之零件，如在电感器（Inductor）即变压器元件中，而很少考虑到在接地参考平面、信号布线等等电流路径上之电感。 有电流流经一个环路，就会有电感的存在 。有时候我们并不知道整个的路径，并且整个路径中也可能只有部分区域会造成辐射，所以区域电感的观念也很重要。将区域电感组合起来，就可以构成完整的环路电感了。也就是说，若是路径一部分之区域电感被考虑到且将其降低了，则整个路径的总电感也就降低了。现今产品所使用的告诉新华使得环路电感及区域电感变得比以往都要重要。即使是一个完美的超导体都会有电感。

当电流流过电感阻抗时，会产生一个电位差。此一电位差会导致接地参考平面的杂讯、信号位准降低，造成****EMI 辐射的产生 。

接地： Ground 。 如果说电感是一个经常被误解的观念，那么接地就是最常被误解。当使用接地这个词语时，设计者通常是指许多种不同的事。它可能是指相对于50/60Hz之交流电之安全接地（Safety earth reference）。它可能是指对高速布线之信号参考点（Signal reference）。它可能是指PCB上之电源回返（Power return），或者，它可能是指金属机壳之机壳接地点（Chassis reference）。它甚至也可能指的是真正的大地接地点（Earth ground），像是在EMI开放测试场地（OATS）中的金属地平面一样。很清楚的，在所有的这些场合中，接地这个字不可能都是同样的点位位准，但这却是最原始接地的定义。接地时一个零电位的点。实际上接地或是零电位只存在与无限值，因之，除非我们使用了非常长的导线，否则真正的零接地点位是不可能存在在我们的产品之中。较清楚且明确的表示法是将在不同之场合将接地描述成说：大地接地（Earth-Ground），接地参考点（Ground-reference），电源参考点（Power-reference），机壳参考点（Chassis-reference）等等。则说的人与听的人就都可以明白了。