小型 PCB 设计团队如何利用设计规则检查来化解高速设计挑战

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对于 PCB 设计工程师和小型团队而言，解决 SI（信号完整性）和 EMI（电磁干扰）问题是一项每天都要面对的挑战。通过使用设计规则检查 (DRC)，避免辐射测试失败或信号完整性相关故障等最终产品问题。本白皮书回顾了 SI/EMI 挑战的常见原因以及如何轻松应对这些挑战。

简介

对于 PCB 设计工程师和小型团队而言，解决 SI（信号完整性）和 EMI（电磁干扰）相关问题是一项每天都要面对的挑战。

为确定并解决 PCB 设计流程期间面临的 Layout 挑战，许多工程师都要依赖基于规则的复杂检查。通过使用设计规则检查 (DRC)，您可以避免辐射测试失败或信号完整性相关故障等最终产品问题。本白皮书将回顾 SI/EMC 挑战的常见原因，并展示如何使用八项高级设计规则来轻松识别这些挑战，从而节省您的时间和成本。

电磁干扰

电磁干扰简称为 EMI，这种干扰可能降低电气电路的性能，使其无法正常工作，严重时还会导致电路完全不能工作。PCB 上的 EMI 是由走线、过孔和连接器等电路元件引起的意外辐射所致。因此，如果未针对有害辐射的消除进行妥善设计，则高速 PCB 设计就很容易产生 EMI 问题。导致 PCB 中的 EMI 的常见原因下文将介绍导致 EMI 问题的几种原因以及如何在 PCB 设计中予以避免。

返回路径中断

返回路径的意外中断是常见的 EMI 问题（图 1）。在高频状态下，沿着走线传输的信号会遍历通过走线耦合到最近平面（亦称参考平面）的电磁场。此参考平面充当电流返回路径，并形成闭合的电流路径。如果此闭合电流路径被中断或断开，就会产生辐射，进而导致 EMI 问题。典型的中断返回路径情况示例包括网络跨越平面分割、网络靠近平面边缘以及参考平面变化。

网络跨越平面分割

亦称为跨越平面分割的走线或跨越平面分割的信号。当走线的返回路径（即在其参考平面上）被分割时，就会产生网络跨越平面分割，因此中断了返回路径（图 2）。该分割可能是一个平面上的“空洞”，也可能是两个电源孤岛之间的缝隙。理想情况下，所有高速信号都应该参考完整接地平面。但如果发生分割，则应该使用缝合电容器以形成跨分割的交流路径。

网络靠近平面边缘

如果高速信号走线靠近其参考平面的边缘，电磁场将会环绕边缘并辐射出一些能量。

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