什麼是電磁兼容

 

電磁兼容性（EMC）是指設備或係統在其電磁環境中符合要求運行並不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁幹擾的能力。因此，EMC包括兩個方麵的要求：一方麵是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁幹擾不能超過一定的限值；另一方麵是指器具對所在環境中存在的電磁幹擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

 

電磁兼容的主要研究對象

　

①各種人為噪聲，如輸電線電暈噪聲
、汽車噪聲、接觸器自身噪聲及導體開台時放電引起的噪聲、電氣機車噪聲、城市噪聲等。

②共用走廊內各種公用事業設備（輸電線、通信
、鐵路
、公路、石油金屬管線等）相互間的影響。

③超高層建築、輸電線

、鐵塔等大型建築物引起的反射問題。

④電磁環境對人類及各種生物的作用。其中包括強電線等工頻場，中
、短波及微波電磁輻射的影響。

⑤核電磁脈衝的影響。高空核爆炸產生的電磁脈衝能大麵積破壞地麵上的指揮、控製、通信
、計算機及報係統。

⑥探譜（TEMPEST）技術。其實質內容是針對信息設備的電磁輻射與信息泄漏問題，從信息接收和防護兩方麵所開展的一係列研究工作。

⑦電子設備的誤動作。為了防止誤動作，必須采取措施以提高設備的抗幹擾能力。

⑧頻譜分配與管理。無線電頻譜是一種有限的資源，但不是消耗性的
，既要科學地管理，又要充分地利用。

⑨電磁兼容與測量。

⑩自然界影響等。

 

 

提高電磁兼容性的措施

 

①使用完善的屏蔽體可防止外部輻射進入本係統，也可防止本係統的幹擾能量向外輻射。屏蔽體應保持完整性
，對必不可少的門、縫、通風孔和電纜孔等須妥善處理，屏蔽體要有可靠的接地。

②設計合理的接地係統，小信號、大信號和產生幹擾的電路盡量分開接地，接地電阻盡可能小。

③使用合適的濾波技術
，濾波器的通帶經過合理選擇，盡量減小漏電損耗。

④使用限幅技術，限幅電平應高於工作電平，並且應雙向限幅。

⑤正確選用連接電纜和布線方式，必要時可用光纜代替長電纜。

⑥采用平衡差動電路、整形電路、積分電路和選通電路等技術，

⑦係統頻率分配要恰當。當一個係統中有多個主頻信號工作時，盡量使各信號頻率避開
，甚至避開對方的諧振頻率。

⑧共用走廊的各種設備
，在條件許可時
，應保持較大的隔距
，以減輕相互之間的影響。

　

電磁兼容性設計的基本原理

 

1.接地

 

接地是電子設備的一個很重要問題。接地目的有三個：

 

（1）接地使整個電路係統中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位，保證電路係統能穩定地幹作。

（2）fangzhiwaijiediancichangdeganrao。jikejiedikeyishideyouyujingdianganyingerjileizaijikeshangdedaliangdianhetongguodadixiefang
，fouzezhexiedianhexingchengdegaoyakenengyinqishebeineibudehuohuafangdianerzaochengganrao。lingwai，duiyudianludepingbiti，ruoxuanzeheshidejiedi，yekehuodelianghaodepingbixiaoguo。

（3）保證安全工作。當發生直接雷電的電磁感應時
，可避免電子設備的毀壞；danggongpinjiaoliudianyuandeshurudianyayinjueyuanbulianghuoqitayuanyinzhijieyujikexiangtongshi，kebimiancaozuorenyuandechudianshigufasheng。ciwai，henduoyiliaoshebeidouyubingrenderentizhijiexianglian
，dangjikedaiyou110V或220V電壓時
，將發生致命危險。

 

因yin此ci
，接jie地di是shi抑yi製zhi噪zao聲sheng防fang止zhi幹gan擾rao的de主zhu要yao方fang法fa。接jie地di可ke以yi理li解jie為wei一yi個ge等deng電dian位wei點dian或huo等deng電dian位wei麵mian，是shi電dian路lu或huo係xi統tong的de基ji準zhun電dian位wei，但dan不bu一yi定ding為wei大da地di電dian位wei。為wei了le防fang止zhi雷lei擊ji可ke能neng造zao成cheng的de損sun壞huai和he工gong作zuo人ren員yuan的de人ren身shen安an全quan，電dian子zi設she備bei的de機ji殼ke和he機ji房fang的de金jin屬shu構gou件jian等deng，必bi須xu與yu大da地di相xiang連lian接jie
，而er且qie接jie地di電dian阻zu一yi般ban要yao很hen小xiao，不bu能neng超chao過guo規gui定ding值zhi。

 

電路的接地方式基本上有三類，即單點接地
、多(duo)點(dian)接(jie)地(di)和(he)混(hun)合(he)接(jie)地(di)。單(dan)點(dian)接(jie)地(di)是(shi)指(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)線(xian)路(lu)中(zhong)，隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)物(wu)理(li)點(dian)被(bei)定(ding)義(yi)為(wei)接(jie)地(di)參(can)考(kao)點(dian)。其(qi)它(ta)各(ge)個(ge)需(xu)要(yao)接(jie)地(di)的(de)點(dian)都(dou)直(zhi)接(jie)接(jie)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)上(shang)。多(duo)點(dian)接(jie)地(di)是(shi)指(zhi)某(mou)一(yi)個(ge)係(xi)統(tong)中(zhong)各(ge)個(ge)接(jie)地(di)點(dian)都(dou)直(zhi)接(jie)接(jie)到(dao)距(ju)它(ta)最(zui)近(jin)的(de)接(jie)地(di)平(ping)麵(mian)上(shang)，以(yi)使(shi)接(jie)地(di)引(yin)線(xian)的(de)長(chang)度(du)最(zui)短(duan)。接(jie)地(di)平(ping)麵(mian)，可(ke)以(yi)是(shi)設(she)備(bei)的(de)底(di)板(ban)，也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)貫(guan)通(tong)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)地(di)導(dao)線(xian)
，在(zai)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)，還(hai)可(ke)以(yi)是(shi)設(she)備(bei)的(de)結(jie)構(gou)框(kuang)架(jia)等(deng)等(deng)。

 

混合接地是將那些隻需高頻接地點
，利用旁路電容和接地平麵連接起來。但應盡量防止出現旁路電容和引線電感構成的諧振現象。

 

2.屏麵

 

屏蔽就是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控製電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講

，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個係統的幹擾源包圍起來
，防止幹擾電磁場向外擴散


；用屏蔽體將接收電路
、設備或係統包圍起來

，防止它們受到外界電磁場的影響。

 

因為屏蔽體對來自導線
、電纜、元部件
、電路或係統等外部的幹擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界麵反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場
，可抵消部分幹擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱幹擾的功能。

 

屏蔽體材料選擇的原則是：

（1）當幹擾電磁場的頻率較高時
，利用低電阻率（高電導率）的金屬材料中產生的渦流（P=I2R
，電阻率越低（電導率越高），消耗的功率越大）
，形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果。

（2）當幹擾電磁波的頻率較低時，要采用高導磁率的材料
，從而使磁力線限製在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽的空間去。

（3）在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

 

3.其它抑製幹擾方法

 

（1）濾波

濾波是抑製和防止幹擾的一項重要措施。

濾lv波bo器qi可ke以yi顯xian著zhe地di減jian小xiao傳chuan導dao幹gan擾rao的de電dian平ping，因yin為wei幹gan擾rao頻pin譜pu成cheng份fen不bu等deng於yu有you用yong信xin號hao的de頻pin率lv，濾lv波bo器qi對dui於yu這zhe些xie與yu有you用yong信xin號hao頻pin率lv不bu同tong的de成cheng份fen有you良liang好hao的de抑yi製zhi能neng力li，從cong而er起qi到dao其qi它ta幹gan擾rao抑yi製zhi難nan以yi起qi到dao的de作zuo用yong。所suo以yi，采cai用yong濾lv波bo網wang絡luo無wu論lun是shi抑yi製zhi幹gan擾rao源yuan和he消xiao除chu幹gan擾rao耦ou合he，或huo是shi增zeng強qiang接jie收shou設she備bei的de抗kang幹gan擾rao能neng力li，都dou是shi有you力li措cuo施shi。用yong阻zu容rong和he感gan容rong去qu耦ou網wang絡luo能neng把ba電dian路lu與yu電dian源yuan隔ge離li開kai，消xiao除chu電dian路lu之zhi間jian的de耦ou合he
，並bing避bi免mian幹gan擾rao信xin號hao進jin入ru電dian路lu。對dui高gao頻pin電dian路lu可ke采cai用yong兩liang個ge電dian容rong器qi和he一yi個ge電dian感gan器qi（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當的濾波器能消除不希望的耦合。

 

（2）正確選用無源元件

實用的無源元件並不是“理想”的de
，其qi特te性xing與yu理li想xiang的de特te性xing是shi有you差cha異yi的de。實shi用yong的de元yuan件jian本ben身shen可ke能neng就jiu是shi一yi個ge幹gan擾rao源yuan，因yin此ci正zheng確que選xuan用yong無wu源yuan元yuan件jian非fei常chang重zhong要yao。有you時shi也ye可ke以yi利li用yong元yuan件jian具ju有you的de特te性xing進jin行xing抑yi製zhi和he防fang止zhi幹gan擾rao。

 

（3）電路技術

有(you)時(shi)候(hou)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)後(hou)仍(reng)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)抑(yi)製(zhi)和(he)防(fang)止(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)要(yao)求(qiu)
，可(ke)以(yi)結(jie)合(he)屏(ping)蔽(bi)
，采(cai)取(qu)平(ping)衡(heng)措(cuo)施(shi)等(deng)電(dian)路(lu)技(ji)術(shu)。平(ping)衡(heng)電(dian)路(lu)是(shi)指(zhi)雙(shuang)線(xian)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)兩(liang)根(gen)導(dao)線(xian)與(yu)連(lian)接(jie)到(dao)這(zhe)兩(liang)根(gen)導(dao)線(xian)的(de)所(suo)有(you)電(dian)路(lu)，對(dui)地(di)或(huo)對(dui)其(qi)它(ta)導(dao)線(xian)都(dou)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)阻(zu)抗(kang)。其(qi)目(mu)的(de)在(zai)於(yu)使(shi)兩(liang)根(gen)導(dao)線(xian)所(suo)檢(jian)拾(shi)到(dao)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)相(xiang)等(deng)。這(zhe)時(shi)的(de)幹(gan)擾(rao)噪(zao)聲(sheng)是(shi)一(yi)個(ge)共(gong)態(tai)信(xin)號(hao)，可(ke)在(zai)負(fu)載(zai)上(shang)自(zi)行(xing)消(xiao)失(shi)。另(ling)外(wai)，還(hai)可(ke)采(cai)用(yong)其(qi)它(ta)一(yi)些(xie)電(dian)路(lu)技(ji)術(shu)，例(li)如(ru)接(jie)點(dian)網(wang)絡(luo)，整(zheng)形(xing)電(dian)路(lu)，積(ji)分(fen)電(dian)路(lu)和(he)選(xuan)通(tong)電(dian)路(lu)等(deng)等(deng)。總(zong)之(zhi)
，采(cai)用(yong)電(dian)路(lu)技(ji)術(shu)也(ye)是(shi)抑(yi)製(zhi)和(he)防(fang)止(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)重(zhong)要(yao)措(cuo)施(shi)。

 

 

電磁兼容在電路設計中的原則和方法

 

1、電磁兼容的分層設計原則

 

這主要是按照電磁兼容設計的先後順序來考慮的，從先到後可分為以下幾層：

（1）元器件的選擇和PCB設計，這是關鍵的；

（2）接地設計

，這是主要的手段。以上兩層如果設計的好，可完成電磁兼容的80%以上的工作。

（3）屏蔽設計


；

（4）濾波設計和瞬態騷擾抑製。以上兩層是輔助手段

，多為事後補救措施，也是我們最不提倡的。

（5）可根據實際電路需要
，結合以上幾層來綜合設計。

　

2、保證電磁兼容的方法

 

主要根據構成幹擾的三要素從下幾方麵來保證電磁兼容。

 

2.1在不同等級上保證電磁兼容

1）從元器件級上來說，當是無源元件時，考慮（1）工作頻帶以外的元件參數與工作頻帶上的有很大的區別
；（2）插件元件的末端引線有電感存在，當高頻時這個電感易發生電磁兼容問題；（3）元(yuan)件(jian)有(you)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)，寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)，在(zai)電(dian)路(lu)上(shang)表(biao)現(xian)為(wei)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)，在(zai)分(fen)析(xi)電(dian)路(lu)時(shi)也(ye)要(yao)考(kao)慮(lv)由(you)它(ta)帶(dai)來(lai)的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)。當(dang)是(shi)有(you)源(yuan)元(yuan)件(jian)時(shi)，工(gong)作(zuo)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)也(ye)會(hui)以(yi)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)的(de)方(fang)式(shi)成(cheng)為(wei)幹(gan)擾(rao)源(yuan)，當(dang)是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)元(yuan)件(jian)時(shi)還(hai)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)頻(pin)譜(pu)成(cheng)分(fen)的(de)變(bian)化(hua)
，這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)幹(gan)擾(rao)。

 

2）從設備級上來說，主要是保證減少對敏感設備的耦合，可考慮（1）增加脈衝前沿時間以減少幹擾的頻寬
；（2）消除電路中震蕩器產生的諧波及信號的諧波；（3）限製幹擾輻射或消除幹擾的傳播途徑。

 

3）從cong係xi統tong級ji上shang來lai說shuo，主zhu要yao是shi靠kao組zu織zhi或huo係xi統tong工gong程cheng的de方fang法fa來lai保bao證zheng，因yin為wei有you可ke能neng在zai單dan個ge設she備bei上shang的de電dian磁ci兼jian容rong得de到dao了le改gai善shan
，但dan同tong時shi卻que影ying響xiang了le其qi它ta設she備bei的de工gong作zuo條tiao件jian

，使shi得de其qi它ta設she備bei的de性xing能neng指zhi標biao變bian壞huai，此ci時shi需xu要yao從cong係xi統tong上shang折zhe中zhong考kao慮lv
，另ling外wai，重zhong要yao的de一yi點dian是shi電dian磁ci兼jian容rong設she計ji必bi須xu得de到dao係xi統tong總zong體ti設she計ji的de高gao度du重zhong視shi。

 

2.2減小導線之間的耦合

主要是從增大導線之間的距離，使用屏蔽，使用雙絞線或使用屏蔽加雙絞這幾個方麵來考慮。

 

2.3接地

主要應考慮（1）接地導線及公共線的阻抗應最小
，最好小於產品最高工作頻率的λ/20以內；（2）接地導線應采用橫截麵為管形的接地線；（3）可靠接地，並防止連接點形成氧化層；（D）使用一點並聯接地（低頻用）或者多點接地（高頻用）。

 

2.4屏蔽

當是低頻磁場時，主要考慮磁屏蔽，當屏蔽層越厚
，材料導電率越高，屏蔽效能越好
；當是高頻磁場、電場或電磁場時
，主要考慮用薄金屬屏蔽並良好接地。另一個值得注意的是

 

在線纜製作時，要求電纜屏蔽層和連接器插頭的金屬外殼要有?

 

360度的完整搭接
，不能出現“豬尾巴”現象
，否則效果大大打折扣。

 

2.5濾波

 

主要考慮（1）抑製工作頻帶以外的幹擾；（2）在信號電路中用吸收濾波器消除無用的頻譜成分；（3）在電源電路（尤其是開關電源中），操(cao)縱(zong)電(dian)路(lu)，控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)，以(yi)及(ji)轉(zhuan)換(huan)電(dian)路(lu)中(zhong)消(xiao)除(chu)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)。在(zai)工(gong)程(cheng)實(shi)際(ji)中(zhong)
，一(yi)個(ge)最(zui)值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)地(di)方(fang)是(shi)電(dian)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)安(an)裝(zhuang)

，常(chang)見(jian)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)錯(cuo)誤(wu)安(an)裝(zhuang)如(ru)圖(tu)2所示。

 

 

2.6電子設備的空間位置

 

由you於yu各ge種zhong電dian子zi設she備bei的de接jie收shou特te性xing以yi及ji幹gan擾rao源yuan設she備bei的de輻fu射she特te性xing都dou具ju有you一yi定ding的de方fang向xiang性xing和he一yi定ding的de作zuo用yong距ju離li
，可ke以yi利li用yong這zhe些xie特te性xing適shi當dang安an排pai電dian子zi設she備bei在zai設she備bei空kong間jian中zhong的de位wei置zhi以yi避bi免mian幹gan擾rao和he被bei幹gan擾rao，即ji注zhu意yi確que定ding電dian子zi設she備bei之zhi間jian的de空kong間jian距ju離li和he位wei置zhi的de格ge局ju。

 

3、PCB設計技術

 

除了元器件的選擇和電路設計外
，良好的印製板（PCB）布線在電磁兼容設計中也是一個非常重要的因素。既然PCB是係統的固有成分
，在PCB布線中增強電磁兼容性不會給產品的最終完成帶來附加費用，從這一點來說也是非常經濟的。

 

3.1注意電磁兼容設計的帶寬

 

在EMC中zhong
，除chu了le基ji本ben頻pin率lv外wai，還hai需xu考kao慮lv諧xie波bo因yin素su，通tong常chang取qu十shi倍bei頻pin，但dan在zai數shu字zi電dian路lu中zhong卻que有you些xie不bu同tong
，比bi如ru在zai時shi鍾zhong電dian路lu和he邏luo輯ji門men電dian路lu中zhong
，輻fu射she帶dai寬kuan與yu數shu字zi信xin號hao的de上shang升sheng沿yan或huo下xia降jiang沿yan有you關guan係xi，而er不bu是shi數shu字zi信xin號hao的de重zhong複fu周zhou期qi，其qi關guan係xi為wei：rtF?/1max?

，其中rt是脈衝的上升沿時間。例如，典型時鍾驅動的邊沿速率是2ns
，此時，maxF≈160MHz

，再考慮十倍頻

，則此時鍾電路可能產生直到1.6GHz的de輻fu射she帶dai寬kuan。所suo以yi在zai選xuan擇ze器qi件jian時shi要yao選xuan擇ze慢man速su的de邏luo輯ji器qi件jian係xi列lie，因yin為wei器qi件jian對dui電dian磁ci輻fu射she貢gong獻xian的de大da小xiao與yu工gong作zuo頻pin率lv無wu直zhi接jie關guan係xi而er隻zhi取qu決jue於yu邊bian沿yan速su率lv（這和從電路功能設計上選擇快速器件是矛盾的，在電路設計時需要折中考慮）。還有從器件的抗擾能力上來說，CMOS器件是最好的，因為它的噪聲容限高。從封裝上來說
，BGA是最好的
，因為它的引線很短。脈衝信號的頻譜如圖3所示。

 

 

3.2注意用於PCB電磁兼容設計的電路與電路原理圖不同

 

主要是由於PCB的電路原理圖沒有考慮電路中元件及PCBxiantiaodefenbucanshu
，rufenbudiangan
，fenbudianrong，fenbuhugan
，fenbuhudianrongyijichuanshuyanchidengxiang。lirudaoxianzaigaopinshidengxiaoyudianganhedianzudechuanlian。kaiguansuduyuegao
，duifuzaizukangdeyaoqiujiuyuegao，yaoqiushizhongqudongqideshuchuzukangbixudengyushizhongxiantiaodebozukang，tongchangshizhongqudongqidouyaojiachuanliandianzu，jingyanzhiyibanwei10～30Ω。

 

3.3注意PCB布線原則

 

（1）20-H原則，決定印製線條間的距離，表述如下：所有的具有一定電壓的PCB都會向空間輻射電磁能量（如圖4a），為減小這個效應，PCB的物理尺寸都應該比最靠近的接地板的物理尺寸小20H（其中H是兩層PCB的間距），即3mm左右，這樣可使輻射強度下降70%（如圖4b）。20-H原則示意圖如圖4所示：

 

 

根據工程實際經驗，采用20-H規則後會大大提高PCB的自激頻率。

 

（2）3-W原則，它決定PCB的電源層與邊沿的距離，表述如下：當dang兩liang條tiao印yin製zhi線xian的de間jian距ju較jiao小xiao時shi，兩liang線xian之zhi間jian會hui發fa生sheng電dian磁ci串chuan擾rao，從cong而er使shi電dian路lu功gong能neng失shi常chang。為wei避bi免mian這zhe種zhong影ying響xiang，應ying保bao持chi任ren何he線xian條tiao間jian距ju不bu小xiao於yu三san倍bei的de印yin製zhi線xian條tiao寬kuan度du，即ji3W，W為印製線條寬度。印製線條的寬度取決於線條阻抗的要求。

 

（3）保證信號在PCB上可靠的傳輸
，確保信號的完整性。這裏麵主要的問題一般包括時延
、阻抗不匹配
、地彈跳、串(chuan)音(yin)等(deng)。這(zhe)不(bu)但(dan)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)的(de)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo)

，還(hai)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。一(yi)般(ban)在(zai)高(gao)速(su)邏(luo)輯(ji)設(she)計(ji)中(zhong)最(zui)容(rong)易(yi)碰(peng)到(dao)時(shi)延(yan)問(wen)題(ti)，處(chu)理(li)不(bu)好(hao)會(hui)產(chan)生(sheng)不(bu)希(xi)望(wang)的(de)脈(mai)衝(chong)幹(gan)擾(rao)。傳(chuan)輸(shu)時(shi)延(yan)對(dui)信(xin)號(hao)的(de)影(ying)響(xiang)如(ru)圖(tu)5所示。

 

 

3.4注意確定PCB布線層數

 

首先在設計中要有一個重要的概念
，就是每個布線層最好與實平麵（電源或接地）相鄰。原則：

 

（1）電dian源yuan平ping麵mian應ying靠kao近jin接jie地di平ping麵mian並bing且qie安an排pai在zai接jie地di平ping麵mian之zhi下xia。這zhe樣yang可ke以yi利li用yong兩liang金jin屬shu平ping板ban之zhi間jian的de電dian容rong作zuo電dian源yuan的de平ping滑hua電dian容rong
，同tong時shi地di平ping麵mian還hai可ke以yi對dui電dian源yuan麵mian的de輻fu射she電dian流liu起qi到dao屏ping蔽bi的de作zuo用yong。

 

（2）數字電路和模擬電路分開。數字地和模擬地之間可以不開槽，但須有一個完整的統一的地平麵，且嚴格按數字部分和模擬部分分區。

 

（3）中間層的印製線條形成平麵波導
，在表麵層形成微帶線，兩者傳輸特性不同。

 

（4）電路尤其高頻電路是主要的幹擾和輻射源，一定要單獨安排，遠離敏感電路。

 

（5）信號麵應安排與整塊金屬平麵相鄰，這樣是為了產生通量對消作用。

 

（6）不(bu)同(tong)層(ceng)所(suo)含(han)的(de)雜(za)散(san)電(dian)流(liu)和(he)高(gao)頻(pin)輻(fu)射(she)電(dian)流(liu)不(bu)同(tong)
，布(bu)線(xian)時(shi)應(ying)區(qu)別(bie)對(dui)待(dai)。對(dui)於(yu)雜(za)散(san)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)用(yong)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)，對(dui)於(yu)高(gao)頻(pin)輻(fu)射(she)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)減(jian)小(xiao)回(hui)路(lu)麵(mian)積(ji)。

 

以下是常見的PCB層設計

，供參考（S表示信號層，G表示地層，P表示電源層）。四層板：S1
，G，P
，S2

六層板：S1，G
，S2
，P，G
，S3

八層板：S1
，G
，S2
，G

，P，S3，G，S4

十層板：S1
，G，S2
，S3，G，P，S4，S5

，G，S6（但S4對電源噪聲敏感）

 

3.5注意PCB接地設計

 

1）首(shou)先(xian)，要(yao)建(jian)立(li)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)的(de)概(gai)念(nian)。高(gao)於(yu)一(yi)定(ding)頻(pin)率(lv)時(shi)，任(ren)何(he)金(jin)屬(shu)導(dao)線(xian)都(dou)可(ke)看(kan)成(cheng)是(shi)由(you)電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)感(gan)構(gou)成(cheng)的(de)器(qi)件(jian)，所(suo)以(yi)
，接(jie)地(di)引(yin)線(xian)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)阻(zu)抗(kang)並(bing)且(qie)構(gou)成(cheng)電(dian)氣(qi)回(hui)路(lu)，不(bu)管(guan)是(shi)單(dan)點(dian)接(jie)地(di)還(hai)是(shi)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)都(dou)必(bi)須(xu)構(gou)成(cheng)低(di)阻(zu)抗(kang)回(hui)路(lu)進(jin)入(ru)真(zhen)正(zheng)地(di)或(huo)機(ji)架(jia)。

 

2）接地方法

 

（1）單點接地。如果元件，電路的工作頻率小於1MHzshi
，dandianjiedishihenhaodefangshi，dandangpinlvshenggaoshi
，lianjiexiandianganzuoyongtuchu

，cishijiedizukangjiangshenggao
，dangjiedixiandechangduweizhouqixinhaosifenzhiyibochangdeqishubeishi，budanzukanggao
，haihuichengweifushediancinengliangdetianxian。

 

（2）duodianjiedi。gaopindianlujuncaiyongduodianjiedi

，cishikeshijiedizukangdadaozuixiao，kejiangshepindianliuyoujiedipingmianfenliudaojinshudibanshangqu，yinweishitijinshubanyoujiaodidedianganfenlianghuixingchengdizukanghuilu。

 

（3）數字電路應當作為高頻模擬電路處理，也應該保持低電感接地
，並使用高質量退耦電容（0.1uF並聯0.001uF相差兩個數量級）接地。

 

（4）接(jie)地(di)與(yu)信(xin)號(hao)回(hui)路(lu)
，射(she)頻(pin)電(dian)流(liu)總(zong)要(yao)找(zhao)一(yi)條(tiao)道(dao)路(lu)回(hui)饋(kui)到(dao)起(qi)始(shi)點(dian)去(qu)
，在(zai)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)設(she)計(ji)中(zhong)，通(tong)常(chang)總(zong)是(shi)使(shi)高(gao)速(su)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu)盡(jin)可(ke)能(neng)靠(kao)近(jin)底(di)版(ban)，接(jie)地(di)板(ban)安(an)裝(zhuang)
，以(yi)便(bian)更(geng)好(hao)減(jian)少(shao)高(gao)頻(pin)輻(fu)射(she)環(huan)路(lu)。接(jie)參(can)考(kao)地(di)的(de)地(di)線(xian)長(chang)度(du)一(yi)定(ding)要(yao)很(hen)短(duan)，短(duan)到(dao)產(chan)品(pin)最(zui)高(gao)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)的(de)λ/20以內。

 

（5）接地次序，由於一般是電源地騷擾（或噪聲）最大，故它應先接到參考地（這樣做的目的是讓參考地先把騷擾吸收掉），然後再送到模擬地和數字地上去。

 

3.6注意PCB中電容的設計

 

EMC中(zhong)的(de)電(dian)容(rong)可(ke)分(fen)為(wei)退(tui)耦(ou)電(dian)容(rong)
，旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)，和(he)容(rong)納(na)電(dian)容(rong)。退(tui)耦(ou)電(dian)容(rong)主(zhu)要(yao)是(shi)用(yong)來(lai)濾(lv)除(chu)高(gao)頻(pin)器(qi)件(jian)在(zai)電(dian)源(yuan)板(ban)上(shang)引(yin)起(qi)的(de)輻(fu)射(she)電(dian)流(liu)，為(wei)器(qi)件(jian)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)局(ju)域(yu)化(hua)的(de)直(zhi)流(liu)
，還(hai)能(neng)減(jian)低(di)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)衝(chong)擊(ji)的(de)峰(feng)值(zhi)，通(tong)常(chang)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)被(bei)用(yong)來(lai)作(zuo)為(wei)退(tui)耦(ou)電(dian)容(rong)，其(qi)值(zhi)取(qu)決(jue)於(yu)最(zui)快(kuai)信(xin)號(hao)的(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)和(he)下(xia)降(jiang)時(shi)間(jian)例(li)如(ru)
，對(dui)於(yu)33MHz的時鍾信號，可以使用4.7uF到100uF的電容

，對於100MHz的時鍾信號
，可以使用10uF的電容
；另外，工程上也要考慮ESR對退耦能力的影響，一般選擇ESR值低於1歐姆的電容。旁路電容能消除高頻輻射噪聲，通常鋁電解電容和鉭電容比較適合做旁路電容
，其電容值取決於PCB板上的瞬態電流要求
，一般在10-470uF範圍內，若PCB板ban上shang有you許xu多duo集ji成cheng電dian路lu，高gao速su開kai關guan電dian路lu和he具ju有you長chang引yin線xian的de電dian源yuan，則ze應ying選xuan擇ze大da容rong量liang的de電dian容rong。容rong納na電dian容rong是shi用yong來lai解jie決jue開kai關guan器qi件jian工gong作zuo時shi電dian源yuan電dian壓ya會hui發fa生sheng突tu降jiang的de問wen題ti。

總之，選擇電容時，不但應該選擇溫度係數好的，還要選擇等效串聯電感小的（小於10nH）和等效串聯電阻小的（小於0.5Ω）電容。從材質上說
，低於50MHz時一般選擇Z5U材質
，它性能穩定，介電常數大
，電容容量大
，大於50MHz時一般選擇NPO材質，它介電常數小。通常工程上的實際做法是一大一小（指電容值）兩個電容並聯使用。

 

3.7注意PCB過孔的設計

 

在zai布bu線xian時shi盡jin量liang少shao穿chuan過guo孔kong
，因yin為wei過guo孔kong阻zu抗kang和he線xian阻zu抗kang不bu一yi樣yang，存cun在zai阻zu抗kang突tu變bian
，從cong而er產chan生sheng駐zhu波bo使shi信xin號hao變bian壞huai
，容rong易yi形xing成cheng輻fu射she，尤you其qi是shi在zai時shi鍾zhong需xu要yao穿chuan層ceng時shi

，要yao做zuo技ji術shu處chu理li，時shi鍾zhong線xian跨kua層ceng時shi的de處chu理li如ru圖tu6所示。