中心議題：

• 基於電磁兼容技術PCB板的設計研究

解決方案：

• 采用新的設計手段
• 利用成熟的安裝工藝

1電磁兼容

電磁兼容（EMC）shiyimenzonghexingxueke，zhuyaoyanjiudianciganraohekangganraodewenti。diancijianrongxingshizhidianzishebeihuoxitongzaiguidingdediancihuanjingdianpingxia，buyindianciganraoerjiangdixingneng
，tongshitamenbenshenchanshengdediancifushebudayujiandingdejixiandianping
，buyingxiangqitadianzishebeihuoxitongdezhengchangyunxing
，bingdadaoshebeiyushebei
、係統與係統之間互不幹擾、共同可靠地工作的要求。電磁兼容性 （EMC）包括兩個方麵：產(chan)品(pin)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)性(xing)和(he)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)性(xing)口(kou)一(yi)個(ge)好(hao)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti)
，既(ji)不(bu)能(neng)有(you)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)其(qi)他(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)，又(you)要(yao)有(you)較(jiao)低(di)的(de)電(dian)磁(ci)敏(min)感(gan)度(du)，能(neng)抵(di)抗(kang)規(gui)定(ding)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)是(shi)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)引(yin)起(qi)的(de)後(hou)果(guo)
，它(ta)會(hui)使(shi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)、傳輸通道、係統和印刷板組裝件的性能下降。印刷板作為電子設備的基礎部件，使用中同樣存在電場和磁場，有電、磁場存在就有電磁兼容問題
，尤其是現代電子設備中大量采用數字電路、高gao速su邏luo輯ji電dian路lu，信xin號hao的de傳chuan輸shu速su度du大da大da提ti高gao，這zhe也ye增zeng大da了le引yin起qi電dian磁ci輻fu射she和he受shou電dian磁ci幹gan擾rao的de因yin素su，所suo以yi考kao慮lv電dian磁ci兼jian容rong問wen題ti是shi印yin刷shua電dian路lu板ban設she計ji的de重zhong要yao內nei容rong。

2印刷電路板上抑製電磁幹擾設計

由於PCB上的電子器件和線路的密集度不斷增加，而信號的頻率也不斷提高，不可避免地會引入E訛（電磁兼容）和陰I（電磁幹擾）的問題。

外部的傳導幹擾和輻射幹擾對PCB上shang的de電dian路lu基ji本ben無wu影ying響xiang，實shi際ji上shang在zai設she計ji中zhong采cai取qu正zheng確que的de措cuo施shi常chang常chang能neng同tong時shi起qi到dao抗kang幹gan擾rao和he抑yi製zhi發fa射she的de作zuo用yong。在zai設she計ji印yin刷shua電dian路lu板ban時shi，首shou先xian要yao根gen據ju實shi際ji需xu要yao，選xuan擇ze合he適shi的de印yin製zhi板ban類lei型xing（板材和板層）
，然後是確定元器件在板上的位置
，再依次布局，設計地線、信號線。

2.1印刷電路板的選取

印刷電路板有單麵
、雙麵和多層板之分。單麵和雙麵板一般用於低、中密度布線的電路和集成度較低的電路。多層板適用於高密度布線
、gaojichengduxinpiandegaosushuzidianlu。congdiancijianrongdejiaodulaishuo，duocengbankeyijianxiaoxianlubandediancifushebingtigaoxianlubandekangganraonengli。yinweizaiduocengbanzhong，keyishezhizhuanmendedianyuancenghediceng，shixinhaoxianyudixianzhijiandejulijinweixianyinshuadianlubandecengjianjuli。zheyangbanshangsuoyouxinhaodehuilumianjijiukeyijiangzhizuixiao，congeryouxiaojianxiaochamofushe。

2.2元器件的布局

設計印刷電路板不僅僅是簡單地將各個元器件之間用印製導線連接起來
，更重要的是應當考慮電路的特點和要求，正確的擺放元器件

l）按電路單元和相互有連接關係的元器件應靠近布局。以減少元器件之間的走線和連線的長度，減低輻射和幹擾。

2）按電路工作頻率或器件的開關速度的相對高低分區布局，從I/0端向板的遠端電路工作頻率依次降低分布，在較高頻率區內，高速震蕩器件不應靠近工/0端。

3）容易產生電磁輻射的元器件（如：時鍾、震蕩器等），遠離電磁敏感器件或走線

，必要時采取電磁屏蔽措施。

2.3信號線的布局

信xin號hao線xian的de布bu置zhi最zui好hao根gen據ju信xin號hao的de流liu向xiang順shun序xu安an排pai，使shi電dian路lu板ban上shang的de信xin號hao走zou向xiang流liu暢chang。不bu相xiang容rong的de信xin號hao線xian應ying相xiang互hu遠yuan離li，不bu要yao平ping行xing走zou線xian。同tong一yi層ceng上shang的de信xin號hao線xian保bao持chi一yi定ding間jian距ju
，最zui好hao以yi相xiang應ying地di線xian回hui路lu隔ge離li，減jian少shao線xian間jian信xin號hao串chuan擾rao。分fen布bu在zai不bu同tong層ceng上shang的de信xin號hao線xian走zou向xiang應ying相xiang互hu垂chui直zhi，這zhe樣yang可ke以yi減jian少shao線xian間jian的de電dian場chang和he磁ci場chang禍huo合he幹gan擾rao。高gao速su信xin號hao的de回hui路lu麵mian積ji盡jin可ke能neng小xiao，以yi免mian發fa生sheng輻fu射she幹gan擾rao。

1）高速信號線盡可能放在同一層，不要換層：2）使信號線平滑過度，避免由於線寬突變引起信號反射：3）印製線不要一部分緊鄰地線走，一部分不緊鄰造成阻抗突變;4）信號線不要離印製板邊緣太近，否則會引起特征阻抗變化
，而且容易產生邊緣場
，增加向外的輻射：5）對於導線特性阻抗要求嚴格的信號線，應采用帶狀線或微帶線的布線形式，有利於導線寬度
、厚度和絕緣層厚度調整特性阻抗;6）當電路的工作頻率超過SMHz或器件的邊沿數率超過sns時，應優先選用多層板，有利於降低電磁幹擾;7）高速信號傳輸線路中過孔盡量少，並且孔徑小，有利於降低孔的寄生電容，通常采用小孔徑的過孔
、埋孔或盲孔。

2.4地線布局

1）將jiang數shu字zi電dian路lu與yu模mo擬ni電dian路lu分fen開kai。電dian路lu板ban上shang既ji有you高gao速su邏luo輯ji電dian路lu
，又you有you線xian性xing電dian路lu，應ying使shi它ta們men盡jin量liang分fen開kai
，兩liang者zhe的de地di線xian不bu要yao相xiang混hun，分fen別bie與yu電dian源yuan端duan地di線xian相xiang連lian。要yao盡jin量liang加jia大da線xian性xing電dian路lu的de接jie地di麵mian積ji。

2）正確選擇單點接地與多點接地。在低頻電路中，信號的工作頻率小於1陽z，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環流對幹擾影響較大
，因而應采用一點接地。當信號工作頻率大於10MHz時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗
，應采用就近多點接地。

3）盡jin量liang加jia粗cu接jie地di線xian。若ruo接jie地di線xian很hen細xi，接jie地di電dian位wei則ze隨sui電dian流liu的de變bian化hua而er變bian化hua，致zhi使shi電dian子zi設she備bei的de定ding時shi信xin號hao電dian平ping不bu穩wen
，抗kang噪zao聲sheng性xing能neng變bian壞huai。因yin此ci應ying將jiang接jie地di線xian盡jin量liang加jia粗cu，使shi它ta能neng通tong過guo三san倍bei於yu印yin製zhi電dian路lu板ban的de允yun許xu電dian流liu。

4）地線上的隔離孔不應距離太近
，隔離孔的絕緣環不能過大，以免形成無意的溝槽
，影響上一層信號線的阻抗。

5）接地線構成閉環路。設計隻由數字電路組成的印刷電路板的地線係統時，將接地線做成閉環路可以明顯的提高抗噪聲能力。
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1電磁兼容

電磁兼容（EMC）shiyimenzonghexingxueke，zhuyaoyanjiudianciganraohekangganraodewenti。diancijianrongxingshizhidianzishebeihuoxitongzaiguidingdediancihuanjingdianpingxia
，buyindianciganraoerjiangdixingneng，tongshitamenbenshenchanshengdediancifushebudayujiandingdejixiandianping，buyingxiangqitadianzishebeihuoxitongdezhengchangyunxing，bingdadaoshebeiyushebei、係統與係統之間互不幹擾、共同可靠地工作的要求。電磁兼容性 （EMC）包括兩個方麵：產(chan)品(pin)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)性(xing)和(he)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)性(xing)口(kou)一(yi)個(ge)好(hao)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti)，既(ji)不(bu)能(neng)有(you)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)其(qi)他(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)
，又(you)要(yao)有(you)較(jiao)低(di)的(de)電(dian)磁(ci)敏(min)感(gan)度(du)

，能(neng)抵(di)抗(kang)規(gui)定(ding)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)是(shi)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)引(yin)起(qi)的(de)後(hou)果(guo)，它(ta)會(hui)使(shi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)、傳輸通道
、係統和印刷板組裝件的性能下降。印刷板作為電子設備的基礎部件，使用中同樣存在電場和磁場
，有電
、磁場存在就有電磁兼容問題，尤其是現代電子設備中大量采用數字電路
、高gao速su邏luo輯ji電dian路lu，信xin號hao的de傳chuan輸shu速su度du大da大da提ti高gao，這zhe也ye增zeng大da了le引yin起qi電dian磁ci輻fu射she和he受shou電dian磁ci幹gan擾rao的de因yin素su
，所suo以yi考kao慮lv電dian磁ci兼jian容rong問wen題ti是shi印yin刷shua電dian路lu板ban設she計ji的de重zhong要yao內nei容rong。

2印刷電路板上抑製電磁幹擾設計

由於PCB上的電子器件和線路的密集度不斷增加，而信號的頻率也不斷提高
，不可避免地會引入E訛（電磁兼容）和陰I（電磁幹擾）的問題。

外部的傳導幹擾和輻射幹擾對PCB上shang的de電dian路lu基ji本ben無wu影ying響xiang，實shi際ji上shang在zai設she計ji中zhong采cai取qu正zheng確que的de措cuo施shi常chang常chang能neng同tong時shi起qi到dao抗kang幹gan擾rao和he抑yi製zhi發fa射she的de作zuo用yong。在zai設she計ji印yin刷shua電dian路lu板ban時shi，首shou先xian要yao根gen據ju實shi際ji需xu要yao

，選xuan擇ze合he適shi的de印yin製zhi板ban類lei型xing（板材和板層），然後是確定元器件在板上的位置，再依次布局，設計地線、信號線。

2.1印刷電路板的選取

印刷電路板有單麵
、雙麵和多層板之分。單麵和雙麵板一般用於低
、中密度布線的電路和集成度較低的電路。多層板適用於高密度布線
、gaojichengduxinpiandegaosushuzidianlu。congdiancijianrongdejiaodulaishuo，duocengbankeyijianxiaoxianlubandediancifushebingtigaoxianlubandekangganraonengli。yinweizaiduocengbanzhong
，keyishezhizhuanmendedianyuancenghediceng
，shixinhaoxianyudixianzhijiandejulijinweixianyinshuadianlubandecengjianjuli。zheyangbanshangsuoyouxinhaodehuilumianjijiukeyijiangzhizuixiao，congeryouxiaojianxiaochamofushe。

2.2元器件的布局

設計印刷電路板不僅僅是簡單地將各個元器件之間用印製導線連接起來，更重要的是應當考慮電路的特點和要求，正確的擺放元器件

l）按電路單元和相互有連接關係的元器件應靠近布局。以減少元器件之間的走線和連線的長度

，減低輻射和幹擾。

2）按電路工作頻率或器件的開關速度的相對高低分區布局，從I/0端向板的遠端電路工作頻率依次降低分布
，在較高頻率區內，高速震蕩器件不應靠近工/0端。

3）容易產生電磁輻射的元器件（如：時鍾、震蕩器等），遠離電磁敏感器件或走線，必要時采取電磁屏蔽措施。

2.3信號線的布局

信(xin)號(hao)線(xian)的(de)布(bu)置(zhi)最(zui)好(hao)根(gen)據(ju)信(xin)號(hao)的(de)流(liu)向(xiang)順(shun)序(xu)安(an)排(pai)
，使(shi)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)信(xin)號(hao)走(zou)向(xiang)流(liu)暢(chang)。不(bu)相(xiang)容(rong)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)應(ying)相(xiang)互(hu)遠(yuan)離(li)，不(bu)要(yao)平(ping)行(xing)走(zou)線(xian)。同(tong)一(yi)層(ceng)上(shang)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)間(jian)距(ju)，最(zui)好(hao)以(yi)相(xiang)應(ying)地(di)線(xian)路(lu)隔(ge)離(li)
，減(jian)少(shao)線(xian)間(jian)信(xin)號(hao)串(chuan)擾(rao)。分(fen)布(bu)在(zai)不(bu)同(tong)層(ceng)上(shang)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)走(zou)向(xiang)應(ying)相(xiang)互(hu)垂(chui)直(zhi)
，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)線(xian)間(jian)的(de)電(dian)場(chang)和(he)磁(ci)場(chang)禍(huo)合(he)幹(gan)擾(rao)。高(gao)速(su)信(xin)號(hao)的(de)回(hui)路(lu)麵(mian)積(ji)盡(jin)可(ke)能(neng)小(xiao)，以(yi)免(mian)發(fa)生(sheng)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。

1）高速信號線盡可能放在同一層
，不要換層：2）使信號線平滑過度，避免由於線寬突變引起信號反射：3）印製線不要一部分緊鄰地線走

，一部分不緊鄰造成阻抗突變;4）信號線不要離印製板邊緣太近，否則會引起特征阻抗變化

，而且容易產生邊緣場，增加向外的輻射：5）對於導線特性阻抗要求嚴格的信號線，應采用帶狀線或微帶線的布線形式，有利於導線寬度、厚度和絕緣層厚度調整特性阻抗;6）當電路的工作頻率超過SMHz或器件的邊沿數率超過sns時
，應優先選用多層板
，有利於降低電磁幹擾;7）高速信號傳輸線路中過孔盡量少
，並且孔徑小，有利於降低孔的寄生電容，通常采用小孔徑的過孔、埋孔或盲孔。
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2.4地線布局

1）將jiang數shu字zi電dian路lu與yu模mo擬ni電dian路lu分fen開kai。電dian路lu板ban上shang既ji有you高gao速su邏luo輯ji電dian路lu，又you有you線xian性xing電dian路lu，應ying使shi它ta們men盡jin量liang分fen開kai

，兩liang者zhe的de地di線xian不bu要yao相xiang混hun，分fen別bie與yu電dian源yuan端duan地di線xian相xiang連lian。要yao盡jin量liang加jia大da線xian性xing電dian路lu的de接jie地di麵mian積ji。

2）正確選擇單點接地與多點接地。在低頻電路中，信號的工作頻率小於1陽z，它的布線和器件間的電感影響較小
，而接地電路形成的環流對幹擾影響較大，因而應采用一點接地。當信號工作頻率大於10MHz時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗，應采用就近多點接地。

3）盡jin量liang加jia粗cu接jie地di線xian。若ruo接jie地di線xian很hen細xi

，接jie地di電dian位wei則ze隨sui電dian流liu的de變bian化hua而er變bian化hua，致zhi使shi電dian子zi設she備bei的de定ding時shi信xin號hao電dian平ping不bu穩wen，抗kang噪zao聲sheng性xing能neng變bian壞huai。因yin此ci應ying將jiang接jie地di線xian盡jin量liang加jia粗cu

，使shi它ta能neng通tong過guo三san倍bei於yu印yin製zhi電dian路lu板ban的de允yun許xu電dian流liu。

4）地線上的隔離孔不應距離太近

，隔離孔的絕緣環不能過大，以免形成無意的溝槽，影響上一層信號線的阻抗。

5）接地線構成閉環路。設計隻由數字電路組成的印刷電路板的地線係統時，將接地線做成閉環路可以明顯的提高抗噪聲能力。

2.5印刷導線的寬度

導線寬度應以滿足電氣性能而又便於生產為宜，它的最小值以承受的電流而定

，但最小不宜小於0.Zmln，在高密度、高精度的印刷線路中，導線寬度和間距一般可取0.3nnn;導線寬度在大電流情況下還應考慮到其溫升，單麵板試驗表明，當銅箔厚度為SOum
、導線寬度1一1.smm、通過電流為2A時，溫升很小。

在DIP封裝的走線間
，當兩腳間通過2根線時
，焊盤直徑可設為50mil，線寬與線距都為10耐l;當兩腳間隻通過1根導線時，焊盤直徑可設為64011，線寬與直徑都為12mil。

3軟件抗幹擾措施

采用看門狗電路防止由於外界幹擾硬件故障及程序出錯致使係統停機中斷或程序進入死循環;采用軟件濾波方法剔除高頻脈衝幹擾。

4小結

印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)中(zhong)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti)很(hen)複(fu)雜(za)
，要(yao)針(zhen)對(dui)具(ju)體(ti)問(wen)題(ti)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)措(cuo)施(shi)。設(she)計(ji)中(zhong)善(shan)於(yu)采(cai)用(yong)新(xin)的(de)設(she)計(ji)手(shou)段(duan)
，吸(xi)取(qu)先(xian)進(jin)的(de)設(she)計(ji)經(jing)驗(yan)，利(li)用(yong)成(cheng)熟(shu)的(de)安(an)裝(zhuang)工(gong)藝(yi)
，有(you)效(xiao)的(de)減(jian)少(shao)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。隨(sui)著(zhe)PCB工藝的不斷提高和電磁兼容學的深入發展，其電子產品的電磁兼容性能也將會有顯著的提高。