簡述EMC分析時需考慮的5個重要屬性及PCB的布局問題

有人說過，世界上只有兩種電子工程師：經(jīng)歷過電磁干擾的和沒有經(jīng)歷過電磁干擾的。伴隨著PCB信號頻率的提升，電磁兼容設(shè)計是我們電子工程師不得不考慮的問題。

一、EMC分析時需考慮的5個重要屬性

面對一個設(shè)計，當(dāng)進行一個產(chǎn)品和設(shè)計的EMC分析時，有以下5個重要屬性需考慮：

1、關(guān)鍵器件尺寸產(chǎn)生輻射的發(fā)射器件的物理尺寸。射頻（RF）電流將會產(chǎn)生電磁場，該電磁場會通過機殼泄漏而脫離機殼。PCB上的走線長度作為傳輸路徑對射頻電流具有直接的影響。

2、阻抗匹配源和接收器的阻抗，以及兩者之間的傳輸阻抗。

3、干擾信號的時間特性這個問題是連續(xù)（周期信號）事件，還是僅僅存在于特定操作周期（例如單次事件可能是某次按鍵操作或者上電干擾，周期性的磁盤驅(qū)動操作或網(wǎng)絡(luò)突發(fā)傳輸）。

4、干擾信號的強度源能量級別有多強，并且它產(chǎn)生有害干擾的潛力有多大。

5、干擾信號的頻率特性使用頻譜儀進行波形觀察，觀察問題出現(xiàn)在頻譜的哪個位置，便于找到問題的所在。

另外，一些低頻電路的設(shè)計習(xí)慣需要注意。例如我慣用的單點接地對于低頻應(yīng)用是非常適合的，但是和公司大牛聊天，發(fā)現(xiàn)不適合于射頻信號場合，因為射頻信號場合存在更多的EMI問題。

相信有些工程師會將單點接地應(yīng)用到所有產(chǎn)品設(shè)計中，而沒有認識到使用這種接地方法可能會產(chǎn)生更多或更復(fù)雜的電磁兼容問題。我們還應(yīng)該注意電路組件內(nèi)的電流流向。由電路知識我們知道，電流從電壓高的地方流向低的地方，并且電流總是通過一條或更多條路徑在一個閉環(huán)電路中流動，因此有個很重要的規(guī)律：設(shè)計一個最小回路。針對那些測量到干擾電流的方向，通過修改PCB走線，使其不影響負載或敏感電路。那些要求從電源到負載的高阻抗路徑的應(yīng)用，必須考慮返回電流可以流過的所有可能的路徑。

我們還需要注意PCB走線。導(dǎo)線或走線的阻抗包含電阻R和感抗，在高頻時有阻抗，沒有容抗。當(dāng)走線頻率高于100kHz以上時，導(dǎo)線或走線變成了電感。在音頻以上工作的導(dǎo)線或走線可能成為射頻天線。在EMC的規(guī)范中，不容許導(dǎo)線或走線在某一特定頻率的λ/20以下工作（天線的設(shè)計長度等于某一特定頻率的λ/4或λ/2）。如果不小心設(shè)計成那樣，那么走線就變成了一根高效能的天線，這讓后期的調(diào)試變得更加棘手。

2

PCB布局

最后說說PCB的布局問題：

第一：要考慮PCB的尺寸大小。PCB的尺寸過大時，隨著走線的增長使系統(tǒng)抗干擾能力下降，成本增加，而尺寸過小容易引起散熱和互擾的問題。第二：再確定特殊元件（如時鐘元件）的位置（時鐘走線最好周圍不鋪地和不走在關(guān)鍵信號線的上下，避免干擾）。第三：依據(jù)電路功能，對PCB整體進行布局。在元器件布局上，相關(guān)的元器件盡量靠近，這樣可以獲得較好的抗干擾效果。

編輯：jq