由于隨著電子技術的發展，電路板的集成度和信號頻率越來越高，不可避免地會帶來電磁干擾，所以在PCB的設計中應遵循以下原則，使電路板的電磁干擾可以控制在一定范圍內，滿足設計要求和標準，提高電路的整體性能。

2.1 PCB 選擇標準

PCB設計的首要任務是正確選擇電路板的尺寸，如果尺寸太大，元件之間的連接太長，導致線路阻抗增加，抗阻降低。干擾能力。但是尺寸太小會導致元器件排列密集，不利于散熱，連接太細太密集，容易造成串擾。因此，應根據系統所需的元器件選擇合適尺寸的板卡。

電路板分為單面板、雙面板和多層板。電路板層數的選擇取決于電路要實現的功能、噪聲指標、信號和網絡線路的數量等。合理的層設置可以減少電路本身的電磁兼容問題。

通常的選擇原則是：

①中低頻、元器件少、布線密度較低或中等，采用單面板或雙面板。

②布線密度高、集成度高、元器件多的多層板。

③對于高信號頻率、高速集成電路，元器件密集選用4層以上電路板。多層板在設計時可用作電源層、信號層和連接層。減小了信號環路面積，從而減少了差模輻射。因此，多層板可以減少電路板的輻射，提高抗干擾能力。

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2.2 PCB 元件放置

在確定PCB的尺寸后，首先要確定特殊元件的位置，最后根據電路的功能單元，將電路的所有元件分塊布局。數字電路單元、模擬電路單元和電源電路單元要分開，高頻電路單元和低頻電路單元也要分開。一般在布置高速、中速、低速電路時，應參照圖1(a)布置元件。配置時鐘、CPU、內存、控制器、輸入輸出電路等元器件時，應參照圖1(b)進行配置。常用電路板的布局原則如下。

圖 1. (a) 高速、中速和低速電路布局

(b) 高速邏輯電路布局

（一）特殊元件位置確定原則：

①發熱體應放置在便于散熱的位置，如PCB邊緣，遠離微處理器芯片。

②特殊高頻元件應并排放置，以縮短它們之間的連接；

③敏感元件應遠離時鐘發生器、振蕩器等噪聲源。

④可調元件的布置，如電位器、可調電感、可變電容、按鍵開關等，應滿足整機結構要求，并便于調整。

⑤重質部件應采用支架固定。

⑥EMI 濾波器應靠近 EMI 源放置。

圖 2. PCB 元件布局

(2)按電路的功能單元布置電路傘形元件的原則：

①各功能電路應根據它們之間的信號流向確定相應的位置，以方便接線。

②各功能電路應先確定核心元件的位置，并在其周圍放置其他元件，盡可能縮短元件之間的連接。

③對于高頻電路，應考慮元器件之間的分布參數。

④放置在電路板邊緣的元器件距離電路板邊緣不小于2mm。

⑤DC/DC轉換器、開關管和整流器應盡量靠近變壓器放置，以減少外部輻射。

⑥調壓元件和濾波電容應靠近整流二極管放置。

2.3 PCB布線原理

PCB電源和地線的布線是否合理是降低整個電路板電磁干擾的關鍵。電源線和地線的設計是PCB中不可忽視的問題，往往也是最難的設計。設計中應遵循以下原則。

a.接線技巧

PCB上的布線以阻抗、容抗和感抗等分布參數為特征。為了減少PCB布局參數對高速電子系統的影響，電源和地的布線原則如下：

①通過增加走線間距來減少電容耦合串擾。

②電源線和地線應平行走線，以優化分布電容。

③根據載流電流的大小，盡量增加電源線和地線的寬度，以減小回路電阻，并在各功能電路中電源線和地線的走向和信號傳輸方向一致，有利于提高抗干擾能力。

④電源線和地線應直接在上方走線，以減少感抗和最小化回路面積，并盡量使地線低于電源線。

⑤地線越粗越好，一般地線寬度不小于3mm。

⑥地線形成閉環，減小地線上的電位差，提高抗干擾能力。

⑦在多層板布線的設計中，可以將其中一層視為“全地平面”，可以降低接地阻抗，同時起到屏蔽的作用。

b.接地技巧

PCB各功能電路的接地方式分為單點接地和多點接地。根據連接形式，單點接地可分為單點串聯接地和單點并聯接地，如圖3（a）和（b）所示。單點串聯接地常用于保護接地線，因為接地線的長度不同，各電路的接地阻抗也不同，降低了電磁兼容性。單點并聯的每個電路都有單獨的接地線，相互之間的干擾小，但可能會延長接地線，增加接地阻抗，常用于信號接地、模擬接地和電源接地。多點接地是指每個電路都有一個連接點，如圖3（c）所示。多點接地常用于高頻電路中，接地線短，接地阻抗小，以減少高頻信號的干擾。

圖 3. (a) 單點串聯接地

(b) 單點并聯接地

(c) 多點接地

為了減少接地引起的干擾，接地還應滿足一定的要求：

①接地線盡量短，接地面要大。

②避免不必要的接地回路，降低公共地的干擾電壓。

③接地原則是對不同的信號采用不同的接地方式，不能全部接地在同一個地方；

④在多層PCB的設計中，電源層和連接層盡量放在相鄰的層，這樣可以在電路中形成該層的電容，減少電磁干擾。

⑤盡量避免強弱電信號、數字和模擬信號。

C。網格設計

網格是兩層面板最重要的設計技術。網格化就是在PCB上延長地線，利用地線填充的方式，構建與地相連的網格網絡，形成有效的地平面，可以降低噪聲，四層板也一樣。

它有兩個目的：

①模擬四層板的層數，并在底部為每條信號線提供返回路徑。

②減小微處理器與穩壓器之間的阻抗。

設計中需要注意的原則是：

①每一根地線都盡可能地延伸以填滿印刷電路板的空間。

②在兩層板上盡可能多地放置格柵。

③使用盡可能多的孔，適時連接上、下格柵。

④線條不必是直角或等寬。

d。使用高頻去耦電容和鐵氧體磁珠

在數字電路中，當邏輯門的狀態發生變化時，會在電源上產生很大的峰值脈沖，形成瞬時噪聲電壓。在這種情況下，通常使用去耦電容或鐵氧體磁珠來限制電流的突變并減少輻射。通常，高頻去耦電容的容量約為0.01。m uF 為 0.1。在每個芯片的電源和地之間施加μF，并在靠近芯片的電源線上放置一個鐵氧體磁珠，以阻擋電源線的RF電流源。我們在設計的時候應該盡量做到：

①使用鉭電容代替內部電感較大的鋁電解電容。

②電容離芯片越近越好，去耦電容的引線不要太長。

③鐵氧體磁珠只用在+V的電源線上，不需要在地線上。

④鐵氧體磁珠盡量靠近噪聲源。

圖 4. 鐵氧體磁珠在去耦電路中的應用

2.4 PCB 信號線接線

a.減少線路電容和電感串擾

做線材時，信號線的布線原理，即使在短距離的線路之間和線路上，也存在容性和感性串擾。當電容耦合時，源端的上升沿會導致受擾端的上升沿。在電感耦合期間，受害端的電壓變化與源端的變化相反。大部分串擾是電容性的，噪聲的大小與平行距離、頻率、源電壓幅度和受干擾的阻抗成正比，與兩條線路的距離成反比。因此，減少串擾的措施是：

①保持與微處理器相連的射頻噪聲承載線遠離其他信號。

②可能受噪聲影響的信號返回地線應在其下方布線。

③不要將噪聲線留在電路板外緣。

④如有可能，將一些噪聲線一起布線，并用地線環繞。

⑤非噪聲線路遠離電路板上容易接收噪聲的區域，如連接器、振蕩電路、繼電器和繼電器驅動器。

b.合理安排返回地線數量

在計算機行業，一根電纜或電線中每 9 根信號線至少有 1 根地線，這是一種非常普遍的經驗。在高速時，該比率變為 5%。設計信號線和返回線時可以考慮的原則：

①電纜中的每條信號線最好有一根返回地線，形成一對雙絞線。

②每 9 根信號線不要超過一根返回地線。

③如果電纜長度超過一英尺，則每 4 根信號線應配備一根返回地線。

④如有可能，應采用實心金屬支架作為機械支架，焊接在兩塊電路板之間，既作為安裝支架，又作為可靠的射頻返回地線。