PCB设计的EMC注意事项

geren2014

1. 前言

随着对高速电路需求的不断增加，PCB设计变得越来越具有挑战性。对于PCB上的设计，工程师必须考虑影响电路的几个方面，如功耗，PCB尺寸，环境噪声和EMC。以下将介绍硬件工程师如何解决EMC相关问题的方式方法。

2. 模拟电路

携带模拟信号的布线应远离高速或开关信号，并且必须始终保持接地信号。应始终使用低通滤波器来消除与周围模拟走线耦合的高频噪声。此外，重要的是不要共用模拟和数字子系统的地平面。

3. 去耦电容

电源上的任何噪声都会影响正在运行的器件的功能。通常，耦合在电源上的噪声具有高频特性，因此需要旁路电容或去耦电容来滤除该噪声。去耦电容可以为电源平面上的高频电流提供低阻抗路径。电流流向地平面GND的路径会形成一个接地回路，也就是会形成环形回路面积。通过在IC电源的附近放置一个去耦电容，并且尽可能靠近IC电源端放置，可以减小环形回路面积。减少环形回路面积可以减少辐射发射的能量，并可能减少潜在的辐射发射源。

同时需要注意的是，在一定频率范围内，虽然随着频率的增加，理想电容的电抗接近于零。但是，市场上没有绝对的理想电容。此外，电容的引线和IC封装的引脚也会增加寄生电感，所以最好使用具有低ESL（等效串联电感）的电容来改善去耦效果。

4. 电缆

大多数与EMC相关的问题都是由电缆传输数字信号引起的，这些信号线可以作用为辐射天线，从而向外辐射发射。使用双绞线电缆有助于消除感应磁场带来的共模干扰。当使用带状电缆时（比如排线），必须提供多个接地回路。对于高频信号，必须使用屏蔽电缆，屏蔽层在电缆的起始端和末端都要接地。

5. 串扰

串扰可以存在于PCB上的任何两条布线之间，并且可以产生互感和寄生电容。在数字系统中，由互感引起的串扰通常大于由寄生电容引起的串扰。可以通过增加两条布线之间的间距或通过减小与地平面的距离（比如多层板的层叠顺序）来减少互感。

6. 屏蔽

屏蔽不是电气解决方案，而是降低EMI的机械方法。金属屏蔽（导电铜箔或磁性材料）用于防止EMI从系统中辐射出来。根据需求，可以使用金属屏蔽罩覆盖整个系统或其中一个部分。金属屏蔽罩就像一个连接到地面的封闭的电容器，它通过吸收和反射一部分辐射来有效地减小环形天线的尺寸。同时，这种屏蔽还可以减弱辐射的Eenergy从而避免EMI影响到另一个区域而充当两个空间区域之间的金属隔离。

随着EMC需求的增大，对EMC的整改措施和手段也提出了更高的要求。希望这篇文章能给各位看官在EMC整改设计方面带来一定的助力和借鉴。