電磁兼容性是全球大多數(shù)市場上銷售的電子產(chǎn)品的關(guān)鍵要求。大多數(shù)EMC設(shè)計注意事項都是在PCB設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)的，因此在本文中，我們將介紹一些有助于提高PCB性能的常見技巧和技巧。

什么是EMC？

電磁兼容性（EMC）是一種精心設(shè)計電子電路的方法，它能使電子電路對其他電子產(chǎn)品的影響最小化，并能抵抗其他電路的影響。盡管大多數(shù)電路都能正常工作，但全世界大多數(shù)國家的產(chǎn)品法律和法規(guī)都要求商業(yè)產(chǎn)品遵守嚴格的EMC要求。要了解如何降低電磁兼容，重要的是要知道電磁輻射到底是什么。

電磁兼容輻射是由交流/開關(guān)電流產(chǎn)生的雜散無線電波，任何帶有交流電的導(dǎo)體都充當天線。因此，設(shè)計人員的工作就是讓產(chǎn)品中的所有導(dǎo)體都不能發(fā)射強無線電波。

初步設(shè)計考慮

由于電磁輻射是無線電波，電磁兼容問題的常見來源包括大多數(shù)高速開關(guān)設(shè)備、數(shù)據(jù)總線和無線電電路。由開關(guān)模式電源引起電磁兼容性問題以及將開關(guān)噪聲注入電源軌而臭名昭著，而Wi-Fi模塊也可能存在嚴重問題。高速數(shù)據(jù)總線（如SPI、PCIe和內(nèi)存通道）也可能是干擾源，必須小心地對這些軌跡進行路由，以將干擾降至最低。

在PCB上布線之前，必須仔細考慮PCB的設(shè)計和布局。很多信息都可以在網(wǎng)上免費獲得，但總的來說，遵循以下規(guī)則是至關(guān)重要的。

模擬功能等應(yīng)基于數(shù)字元件分組

如果可能的話，連接器應(yīng)該放在PCB的一側(cè)。

連接部件之間的距離應(yīng)最小化

高速連接器應(yīng)分組，并與模擬連接器分開

PCB布線技巧

布線PCB軌跡是確定元件和連接器應(yīng)放置在何處的同樣重要的設(shè)計步驟。與初始設(shè)計階段一樣，在路由跟蹤時，設(shè)計可以考慮許多不同的因素。

PCB層

雖然兩層PCB通常是最便宜的選擇，但它們有一個缺點，即不允許使用功率面。任何具有兩層以上的PCB都有機會使用電源平面，其中整個層專用于電源軌（如5V）或接地。在四層PCB中，最好使用兩個內(nèi)層作為功率平面，因為這將使兩層之間的電容最大化，并為電流回路和發(fā)射的發(fā)射提供最小的返回路徑。

微分對

差分對，如在USB中找到的差分對，應(yīng)始終相鄰進行路由，中間沒有任何跡線或平面。同樣重要的是，這些跡線的長度相同，因為這有助于阻抗匹配。如果兩個跡線間隔過大，或阻抗不相等，不僅會影響差分對的性能（即噪聲和速度），還會導(dǎo)致電流回路，從而導(dǎo)致無線電發(fā)射。

保護跡線

保護跡線是一種特殊布線的地面跡線，它圍繞著一條跡線的任意一側(cè)，可以用來抵抗對外部源的干擾，也可以防止跡線的雜散發(fā)射逸出（保護跡線充當環(huán)繞該跡線的簡單法拉第籠）。

縫合孔

縫合通孔是一種通孔，通常連接到地面，并環(huán)繞特別嘈雜的區(qū)域。它們通常存在于多氯聯(lián)苯上，就像保護痕跡一樣，起到法拉第籠的作用，幫助吸收散失的電磁輻射。縫合孔之間的間距一般應(yīng)小于λ/20，其中λ代表防護的最大頻率。例如，如果2.4GHz電路被保護，則通孔之間的最小距離應(yīng)為15cm/20=7.5mm。然而，這樣的小距離可能并不總是可能的，并且包含過孔通常可以提高性能。通常情況下，縫合通孔的尺寸不是問題，但使用PCB提供的最小鉆孔，且不產(chǎn)生額外成本是最理想的。

縮短跡線長度

當減少電磁輻射時，重要的是盡量縮短跡線長度，因為這會使它們成為一個糟糕的天線。然而，還必須確保跡線的長度不是該跡線中將出現(xiàn)的信號預(yù)期標稱頻率波長的倍數(shù)。例如，如果一個2.4GHz的信號將出現(xiàn)在一個跡線中，并且它不是一個無線鏈路（即標準數(shù)據(jù)總線通道），那么該跡線的長度不應(yīng)是波長15cm的倍數(shù)甚至是一個分數(shù)。因此，應(yīng)避免使用15厘米、7.5厘米和5厘米的痕跡長度，甚至不應(yīng)使用超過15厘米的痕跡。

結(jié)論

本文中概述的方法只是減少EMC的一些方法，通過免費在線資源的進一步探索將揭示EMC的設(shè)計是多么復(fù)雜。然而，降低電磁兼容性的最佳方法是在嘗試使用通過捕捉雜散發(fā)射（即法拉第籠）來降低電磁兼容性的方法之前，先了解是什么導(dǎo)致了電磁兼容性，并消除了這些來源。
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