1、PCB的EMC簡單對策

同系統EMC的解決措施一樣，PCB的EMC也要針對其三要素（干擾源、耦合途徑、敏感裝置）對癥下藥：

降低EMI強度

切斷耦合途徑

提高自身的抗擾能力

針對PCB的耦合途徑之一傳導干擾，我們通常采用擴大線間距、濾波等措施；

針對PCB的耦合途徑之二輻射干擾，我們通常主要采取控制表層布線，增加屏蔽等手段；

2、單板層設置的一般原則

A．元器件下面（頂層、底層）為地平面，提供器件屏蔽層以及頂層布線提供回流平面；

B．所有信號層盡可能與地平面相鄰（確保關鍵信號層與地平面相鄰），關鍵信號不跨分割；

C．盡量避免兩信號層直接相鄰；

D．主電源盡可能與其對應地相鄰；

E．兼顧層壓結構對稱；

以六層板為例，以下有3種方案：

A．S1 G1 S2 S3 P1 S4

B． S1 G1 S2 P1 G2 S3

C． S1 G1 S2 G2 P1 S3

優先考慮方案B，并優先考慮布線層S2，其次是S3、S1；

在成本較高時，可采用方案A，優選布線層S1，S2，其次是S3，S4；

對于局部、少量信號要求較高的場合，方案C比方案A更合適；（為什么？）

（注意，在考慮電源、地平面的分割情況下，實際情況因分割等因素可能有所出入）

3、電源、地系統的設計

3．1 濾波設計

3．1．1濾波電路的基本概念

濾波電路是由電感、電容、電阻、鐵氧體磁珠和共模線圈等構成的頻率選擇性網絡，低通濾波器是EMC抑制技術中普遍應用的濾波器，低頻信號可以很小的衰減通過，而高頻信號則被濾除。

3．1．2 電源濾波

電源的濾波有三層：

A． 電源經濾波處理后，分別跨入單板各模塊，此部分中間的電源通路濾波處理

B． 板級濾波：儲能、濾波電容

C． 元件級濾波：去耦電容

3．1．2．1 典型分散式供電單板電源的設計

A．按照原理框圖布局，電源流向清晰，避免輸入、輸出交叉布局；

B．先防護，后濾波，防護通道線寬》50MIL；

C．各功能模塊相對集中、緊湊（如模塊電源的CASE管腳上電容靠近CASE管腳放置，且CASE管腳到電容的連線短而粗），嚴禁交叉、錯位；

D．整個電流通路布線（或銅箔）線寬滿足栽流能力要求，且》50MIL（我司可適當減小）

E．電源輸入到DC/DC的輸入側，除對應的平面外，一般采用內電層挖空處理，接口電源電源對應區域無其它走線、平面穿過；

F．VCC輸出濾波電路靠近DC/DC輸出位置；

3．1．2．2單板內部電源的設計

A．板內分支電源的設計

板內分支電源常用的為派型濾波、LC濾波或DC/DC變換，此類分支電源的設計要求為：

（1） 靠近使用該電源的電路布局；濾波電路布局要緊湊；

（2） 整個電源通道的線寬要滿足載流需求；

B．關鍵芯片的電源設計

對于一些功耗大、高頻、高速器件，其電源要求：

（1） 在該芯片周圍均勻放置1-4個電容（儲能）；

（2） 對于芯片手冊指定的電源管腳， 必須就近放置去藕電容，對去藕無特殊需求的情況下，可酌情考慮放置適當的去藕電容；

（3） 濾波電容靠近IC的電源管腳放置，位置、數量適當；

3．2 地設計

3．2．1常見接地方式及其特點：

A． 單點串聯接地

B． 單點并聯接地

C． 多點接地

D． 混合接地

單點接地的好處是接地線比較明確清楚，但在高頻時阻抗大，可能影響IC自身的穩定工作，更多的時候是產生共阻抗干擾耦合到相鄰的共地線IC上。我司現在根據單板的工作頻率酌情處理，但在頻率較高時，建議盡量減少使用單點接地（硬件提供此類要求）。

多點接地的優點是IC工作有各自的電流回路，不會產生共地線阻抗的互擾問題，同時接地線很短，減少地線阻抗。但其不足之處為：單板高頻回路數量劇增，這些高頻電流回路對磁場很敏感（EMS能力差），所以在進行設計時需要注意。

混合接地結合了兩者特點，低頻電流單點接地，高頻電流將沿著各自IC的接地電容回流，相互獨立。（需要LAYOUT人員豐富自己的硬件知識）

3．2．2單板中各種地的命名和意義

PGND：機殼地。和系統或插框的金屬外殼相連，即和系統的基準地（大地）相連，主要作用是為異地系統之間的相互通信提供統一的信號基準，同時為各種防護濾波電路通路電流的旁路點。

GND：系統地。為系統或插框內各個單板之間的通信提供基準（參考），多板集成時，主要存在主板上，一般形式為平面方式。單板上為DGND和GND連接。

DGND：數字信號地。是單板上各種數字電路和IC工作的基準。

AGND：模擬信號地。是單板上各種模擬電路和IC工作的基準。

3．3 電源、地的分割

電源平面的設置需要滿足以下條件：

A． 單一電源或多種互不交錯的電源；

B． 相鄰層的關鍵信號不跨分割區；

（地平面的設置除滿足電源平面的要求外，還要考慮回流的距離）

C． 元件面的下面（等2層或倒數第2層）有相對完整的平面；

D． 高頻、高速、時鐘等關鍵信號有一相鄰地平面；

E． 關鍵電源有一對應地平面相鄰；

3．4 20H規則

什么是20H規則？

由于電源層與地層之間的電場是變化的，在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。我們稱之為電源、地的邊沿效應。

將電源層對地層適當內縮，可有效減少電源層與地層之間的對外EMI輻射，降低電源、地的邊沿效應。以電源和地之間的介質厚度（H）為單位，若內縮20H則可以將70%的電場限制在接地層邊沿內；內縮100H則可以將98%的電場限制在內。

同理，普遍要求關鍵布線區域相對參考平面內縮3H以上。

4．PCB布局與EMC

布局的基本原則：

A．參照原理功能框圖，基于信號走向，按照功能模塊劃分

B．數字電路與模擬電路、高速電路與低速電路、干擾源與敏感電路分開布局

C．敏感信號、強輻射信號回路面積最小

D．晶體、晶振、繼電器、開關電源等強輻射器件或敏感器件遠離單板對外接口連接器、敏感器件裝置，推薦距離》1000MIL

E．隔離器件、A/D器件輸入、輸出互相分開，無耦合通路（如相鄰的參考平面），最好跨接于對應的分割區

4．1 濾波電容的布局

A．單板接口位置應放置適量的儲能電容；

B．所有分支電源接口電路；

C．存在較大電流變化的區域，如電源模塊的輸入與輸出端、風扇、繼電器等；

D．PCB電源接口電路（濾波）；

E．去藕電容靠近電源，同時位置、數量適當；

4．2 接口電路布局

A．接口信號的濾波、防護、和隔離等器件靠近接口連接器放置，先防護，后濾波

B．接口變壓器、光藕等隔離器件做到初次級完全隔離

C．變壓器與連接器之間的信號網絡無交叉

D．變壓器對應的BOTTOM層區域盡可能沒有其它器件放置

E．接口IC（網口、通信口（高速）、串口等）盡量靠近變壓器或連接器放置

F．相應，網口、通信口（高速）、串口的接收、發送端匹配電阻靠近對應的接口IC放置

4．3 時鐘電路布局

A．時鐘電路（晶振、時鐘驅動電路等）離對外接口電路》1000MIL

B．多負載時，晶振、時鐘驅動電路要與對應負載呈星型排布

C．時鐘驅動器靠近晶振放置，推薦曼哈頓距離《1000MIL

D．時鐘輸出的匹配電阻靠近晶振或時鐘驅動電路的輸出腳，推薦距離《1000MIL

E．晶振、時鐘驅動電路必須進行LC或派型濾波，濾波電路的布局遵照電源濾波電路布局要求

F．時鐘驅動電路遠離敏感電路

G．不同的晶振及時鐘電路不相鄰放置

4．4 其它模塊布局的基本原則

A．看門狗電路及復位電路遠離接口

B．隔離器件如磁珠、變壓器、光藕放在分割線上，且兩側分開

C．扣板連接器周圍的濾波電容布局數量、位置合理

D．板內散熱器接地（推薦多點接地），且遠離接口，推薦距離》1000MIL；

E．A/D、D/A器件放在模擬、數字信號分界處，避免模擬、數字信號布線交疊

F．同一差分線對上的濾波器件同層、就近、并行、對稱放置

5 PCB布線與EMC

布線基本原則

A．走線短，間距寬，過孔少，無環路

B．有延時要求的走線，其長度符合要求

C．無直角，對關鍵信號線優先采用元弧倒角（差別不大）

D．相鄰層信號走線互相垂直或相鄰層的關鍵信號平行布線 《1000MIL

E．走線線寬無跳變或滿足阻抗一致

5．1 電源、地的布線要求

A．無環路地，電源及對應地構成的回路面積小

B．共用一個電源、地過孔的管腳數《4

C．濾波電容的電源、地走線寬度、長度需優先

D．屏蔽地線接地過孔間距《3000MIL

5．2 接口電路布線

A．接口變壓器等隔離器件初、次級互相隔離，無相鄰平面等耦合通路，對應參考平面隔離寬度》100MIL

B．接口電路的布線要遵循先防護、后濾波的原則順序

C．接口電路的差分線遵守：并行、同層、等長；（不同線對滿足3W原則）

D．PGND以外的參考平面與接口位置的PGND平面無重疊

E．板邊接插件孔金屬化，并接PGND

F．跨分割的復位線在跨分割處加橋接措施（地線或電容）

G．接口IC的電源、地參考器件手冊處理，如果需要分割時，數字部分不能擴展到外接接口信號線附近

5．3時鐘電路布線

A．表層無時鐘線或布線長度《500MIL，關鍵時鐘表層布線《200MIL，并且要有完整地平面作回流，跨分割位置已做橋接處理

B．晶振及時鐘驅動電路區域相鄰層無其它布線穿過

C．與電源濾波電路布線要求相同

D．時鐘線周圍避免有其它信號線（推薦滿足3W）

E．不同時鐘信號之間拉大距離（滿足5W）

F．當時鐘信號換層且回流參考平面也改變時，推薦在時鐘線換層過孔旁布一接地過孔

G．時鐘布線與I/O接口、端子的間距》1000MIL

H．時鐘線與相鄰層平行布線的平行長度《1000MIL

I．時鐘線無線頭，若出于增加測試點的需要，則線頭長度《500MIL

5．4 其他布線要求

A．單板已做傳輸線阻抗控制及匹配處理

B．無孤立銅皮，散熱片/器做接地處理

C．地址總線（尤其是低3位的地址總線A0、A1、A2）參照時鐘布線要求

D．差分線除保持基本原則外，不能有其它線在中間

E．關鍵信號走線未跨分割（包括過孔，焊盤導致的參考平面縫隙）

F．濾波器等器件的輸入、輸出信號線未互相平行、交叉走線

G．關鍵信號線距參考平面邊沿》3H

I. 電源》1A的電源所用的表貼器件的焊盤要至少有2個連接到相應的電源平面