浅谈pcb设计中电磁兼容性

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1、浅谈PCB设计中电磁兼容性　　摘要：针对PCB设计中的板层类干扰、布局类干扰和走线类干扰，详细分析了抑制电磁干扰的分层对策、布局规则和走线准则，并提出了电磁兼容预测分析，以实现PCB设计中的电磁兼容性。Abstract：Forlayerinterference，layoutandwiringinterferenceinPCBdesign，thispaperintroducesindetailthemethodforsuppressinginterferencefromhierarchicalstrategya，layoutrulesa

2、ndroutingprinciple，andpresentsthepredictionandanalysisofelectromagneticcompatibility，inordertoachievetheelectromagneticcompatibilitydesignofPCB.关键词：PCB设计；电磁干扰；电磁兼容性Keywords：PCBdesign；electromagneticinterference；electromagneticcompatibility中图分类号：TN405文献标识码：A文章编号：1006-431

3、1（2014）06-0039-020引言7电子产品的设计核心是电路，而承载电路的印制电路板（PCB）则是产品设计成败的关键。印制电路板不仅要为电路中的元器件提供正确无误的电气连接，同时又要充分考虑印制电路板的抗干扰性。随着信息化技术的发展，电子产品的种类、功能和速度不断增加，使PCB的设计向着高密度、细孔径、细导线、小间距、多层次方向发展，PCB设计中的电磁兼容性（EMC）问题也变得愈发突出和令人关注。PCB的EMC设计是解决电子产品电磁兼容性问题的一个重要措施。它不仅可以使PCB板上的各部分电路相互间无干扰正常工作，可以使PCB对外

4、的传导发射和辐射发射尽可能降低，达到要求标准，还可以使外部传导干扰和辐射干扰对印制板上的电路基本无影响。1PCB干扰分类PCB干扰大体可分为三类：板层类干扰、布局类干扰、走线类干扰。板层干扰主要是层设置不合理产生的噪声干扰。布局干扰主要是PCB板上元件位置放置不当形成的干扰。走线干扰主要是PCB信号线、地线、电源线的线宽、线距设置不当、PCB布线方式不良好等形成的干扰。2PCB干扰的抑制措施针对PCB中存在的干扰类型，在PCB设计时采取相应的抑制措施，从分层对策、布局规则和走线准则三个方面，消除或削弱干扰对PCB的影响以满足EMC设计

5、要求。2.1PCB分层7首先，要充分了解电路板的设计信息，根据电源与地的种类、信号线的密集程度、特殊布线要求的信号数量及成本价格等方面的综合因素，来确定实现电路功能所需的布线层数和电源层数[1]。好的分层对策不仅可以减小电源层或接地层上的瞬态电压，而且还可以使信号和电源的电磁场得到有效的屏蔽。依据实作经验提出总分层对策：电源层与接地层相邻且距离尽可能小；信号层采用一层或若干层，且紧挨着电源层或接地层。单层板和双层板设计的关键是信号线和电源线的设计。为减小电源电流回路的面积，电源线与地线必须紧邻且平行走线。对于单层板，重要信号线两侧应该

6、布”保卫地线”[2]，如图1所示，这样不仅能减小信号回路的面积，而且还能防止信号线与其他信号线之间的串扰。对于双层板，可采用单层板一样的处理办法设计“保卫地线”，也可以在重要信号线地投影平面上大面积铺地。单层板和双层板虽然制造简单、装配调试方便，但不适用于高组装密度或复杂电路的场合，特别是高速数字电路和数模混合电路的PCB，由于没有好的参考平面，环路面积增大而使辐射增强，平行走线也不可避免。7如果成本允许，最好使用多层板。多层板设计时应注意几点：①时钟线、总线、高速线等强辐射或极其敏感的重要信号线，应优选在两地层之间、或与地层相邻的信

7、号层布线，靠近地平面布线使其信号回路的面积减小以降低其辐射强度或提高其抗干扰能力；②电源平面相对于其相邻地平面应向内缩进5-20H（H指相邻电源、地平面间的介质厚度）可有效抑制“边缘辐射”，避免电源平面向自由空间辐射能量；③若顶层、底层有高频信号线，则应将其走在两平面层之间以抑制其对空间的辐射。从EMC角度出发并综合其它因素，给出优选的层设置如表1所示。2.2PCB布局合理放置电路与布置元器件非常关键，它会直接影响PCB板走线的效果。PCB布局应遵从如下规则[3]：①沿信号流通途径来安排各功能模块电路的位置，尽可能保持方向一致。②以模

8、块电路的核心元件为中心进行布局，并尽量减少和缩短各元器件之间的引线，特别是高频器件间的走线。③集成芯片、热敏元件等应远离发热元件。④连接器应根据元器件在板上的位置确定，所有连接器最好放在板的一侧，尽量避免从两侧引出电缆，