一、引言

印制電路板（PCB），易于制作，性能可靠，價(jià)格便宜，因而廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備過程中。近年來，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，印制電路板上的微處理器和邏輯電路中的時(shí)鐘速率越來越快，信號(hào)的上升/下降時(shí)間越來越短。同時(shí)，板上期間密度和布線密度不斷增加，導(dǎo)致印制電路板電磁干擾問題更加嚴(yán)重，PCB板的電磁兼容問題日益突出。

二、電磁干擾與電磁兼容概述

電磁干擾（Electro Magnetic Interference, EMI）是指任何能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能下降或?qū)o生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。

電磁干擾可能是電磁噪聲、無用信號(hào)或傳播媒質(zhì)自身的變化。有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合（干擾）到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)；輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合（干擾）到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。

電磁兼容（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合（干擾）到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。環(huán)境中能正常工作，且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。

簡單的說，電子產(chǎn)品在通電工作時(shí)，既不通過傳導(dǎo)、輻射、耦合等方式向外部發(fā)出超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電磁干擾；同時(shí)又能夠承受不定程度的來自外部或系統(tǒng)自身的電磁干擾而正常工作。一個(gè)系統(tǒng)滿足以下條件，就是電磁兼容性：它不對(duì)任何其他系統(tǒng)產(chǎn)生影響；它不易受其他系統(tǒng)的影響；他不會(huì)自己干擾自己。

三、電磁兼容性設(shè)計(jì)在PCB板設(shè)計(jì)中的重要性

在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高頻信號(hào)線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁。并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。電子設(shè)備和系統(tǒng)的電磁兼容性指標(biāo)已成為電子設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)在研制時(shí)的一個(gè)重要的技術(shù)要求。

大量實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條西平行線靠得很近，則會(huì)形成信號(hào)波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。所以現(xiàn)在有了抑制電子設(shè)備和系統(tǒng)的EMI國際標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)稱為電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)，它們可以作為普通設(shè)計(jì)者布線和布局時(shí)抑制電磁輻射和干擾的準(zhǔn)則，對(duì)于軍用電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)者來說，標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更加的嚴(yán)格，要求也更加苛刻。國內(nèi)外的大量實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，在產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)總越早的注意解決電磁兼容性，則越可以節(jié)約人力和財(cái)力，提高研發(fā)的效率。

四、PCB設(shè)計(jì)過程中可能產(chǎn)生的各種干擾

電子線路干擾可分為兩類：內(nèi)部干擾和外部干擾。內(nèi)部干擾主要是因?yàn)槭芘R近電路之間的寄生耦合以及內(nèi)部組件之間的場(chǎng)耦合的影響，信號(hào)沿著傳輸路徑有所衰減。詳細(xì)說來，這些問題可以描述為信號(hào)丟失、信號(hào)沿路徑反射以及與鄰近信號(hào)線路的串話。

外部問題分為輻射問題和敏感度問題。輻射問題主要來源于時(shí)鐘或其他周期性信號(hào)的諧波。補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ菍⒅芷谛盘?hào)局限在一個(gè)盡量小的區(qū)域并隔離與外界寄生耦合的路徑。

對(duì)于外部影響的敏感度，例如ESD或無線頻率的干擾，主要與耦合到I/O線上并傳輸?shù)絾卧獌?nèi)部的能量有關(guān)。主要接受器是高速輸入線和敏感的相鄰線路，尤其是那些邊緣的激勵(lì)器件。

總體說來，印制電路板中的電磁干擾問題可以概括為公共阻抗耦合、串?dāng)_、高頻載流導(dǎo)線產(chǎn)生的輻射，以及印制線條對(duì)高頻輻射的感應(yīng)等。

對(duì)于PCB板設(shè)計(jì)中的EMC分析主要考慮5點(diǎn)：
· 頻率：問題在頻譜的哪部分出現(xiàn)？
· 振幅：能量級(jí)別有多強(qiáng)，它導(dǎo)致有害影響的潛力有多大？
· 時(shí)間：出現(xiàn)的問題是連續(xù)的（周期信號(hào)），還是只要確定的操作循環(huán)內(nèi)出現(xiàn)？
· 阻抗：源和接收機(jī)單元的阻抗是什么？二者之間傳輸媒質(zhì)的阻抗是什么？
· 尺寸：導(dǎo)致輻射出現(xiàn)的發(fā)射設(shè)備的物理尺寸是多少？RF電流將產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)可以通過底盤的裂縫透出外殼。PCB上線路的長度與RF電流的傳輸路徑有直接關(guān)系。

理解這5條有助于大大消除EMI是如何存在于PCB內(nèi)的，從而針對(duì)性的解決問題。

五、對(duì)PCB板進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)

在電磁兼容層面分析印制電路板，要考慮三個(gè)基本問題：保證信號(hào)在板上可靠地傳輸，確保信號(hào)的完整性（Signal Integrity）；抑制電磁干擾EMI的傳播；加強(qiáng)防護(hù)，防止因?yàn)榭箶_度不足引起靈敏度故障（Susceptibility Failure）。

電源線地線之間應(yīng)留出一定的空間，要是多層板盡量分開走線，不要在同一層，要安裝高頻特性好的去耦電容。下面具體介紹一下：

（一）：電路板整體布局及器件布置