10條EMC設(shè)計(jì)建議

1. 地平面的設(shè)計(jì)。低感抗的地回路是PCB設(shè)計(jì)過程中抑制EMC問題的最有效方法。擴(kuò)大地平面區(qū)域，降低地回路的感抗，可以有效地降低輻射和串?dāng)_。

信號(hào)的地回路設(shè)計(jì)有多種方法，較差的方法是將器件隨意地接到地網(wǎng)絡(luò)。這種高感抗的地回路設(shè)計(jì)會(huì)引起不可預(yù)期的EMC問題。

推薦的方法是用一個(gè)完整的地平面為信號(hào)回流提供最低阻抗的路徑。顯然，對(duì)于兩層PCB，完整地平面是不切實(shí)際的。在這種情況下，設(shè)計(jì)者可以使用地網(wǎng)格的方法，如圖1a所示。在這種情況下，回路感抗大小取決于網(wǎng)格間距大小。

信號(hào)的回流是非常重要的。更長的回流路徑意味著更大的回流路徑，由此帶來天線效應(yīng)和向外輻射能量。因此，信號(hào)回流應(yīng)該走最短的路徑，直接連到地平面。單點(diǎn)連接所有點(diǎn)，再把它們連到一起接到地平面是不可取的，這樣不僅增加電流環(huán)路大小，而且增加了地彈的可能性。圖1b示意了推薦的器件到地平面的連接方式。

法拉第電籠是另外一個(gè)減小EMC問題的辦法。法拉第電籠是在PCB外圍四周增加一圈地縫合孔，注意電籠外面不走線。

如圖1c所示，法拉第電籠有效地抑制了PCB到/來自板外的輻射/干擾。在表層推薦用一條寬度為200~400mils的地線將所有GND孔連接；在信號(hào)層，推薦用一條寬度為20~40mils的地線將這些GND孔連接，但不建議連線成環(huán)路。

2. 器件隔離。根據(jù)功能，將元器件分組，不同組放在PCB板上的不同位置，如模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、電源部分，低速信號(hào)和高速信號(hào)等。各組信號(hào)應(yīng)在它們各自分配區(qū)域內(nèi)，信號(hào)經(jīng)過不同組之間（從一個(gè)子系統(tǒng)到另外一個(gè)），應(yīng)當(dāng)在邊界處增加過濾措施。

3. 疊層設(shè)計(jì)。多于兩層板的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)有一個(gè)完整的地平面。在四層板……應(yīng)當(dāng)注意，在高速信號(hào)層和高速信號(hào)線之間應(yīng)當(dāng)有GND層。對(duì)于兩層板，完整的GND平面不現(xiàn)實(shí)，可以采用地格點(diǎn)的方式。如果沒有單獨(dú)的電源平面，建議在電源走線下方平行走GND線以保證供電的穩(wěn)定。

注：GND層相對(duì)于電源層和器件層向外延伸20h，屏蔽噪聲。/h: 電源和地平面的間距

4. 數(shù)字電路。處理數(shù)字電路的時(shí)候尤其要注意時(shí)鐘信號(hào)和高速信號(hào)線，這些信號(hào)走線盡量短，且走線靠近地平面以保證輻射和串?dāng)_在可控范圍內(nèi)。對(duì)于這些信號(hào)，注意減少使用過孔、避免在PCB邊緣走線或靠近連接器。這些信號(hào)也應(yīng)遠(yuǎn)離電源平面，因?yàn)樗鼈兛赡軐⒃肼?a href="http://srfitnesspt.com/tags/耦合/" target="_blank">耦合到電源平面上去。

對(duì)于振蕩器的處理，除了用GND隔離外。信號(hào)線注意不要平行或走在振蕩器下方，與CLK信號(hào)保證有足夠距離。振蕩器與使用時(shí)鐘的芯片盡量靠近。

注意回流總是沿著阻抗最低路徑的。因此，負(fù)載回流的GND應(yīng)與其信號(hào)路徑盡量近，使電流回路面積最小。

差分對(duì)之間P/N線相互靠近，這樣可以有效地進(jìn)行共模抑制。

5. 時(shí)鐘端接。時(shí)鐘信號(hào)線注意阻抗匹配，否則會(huì)引起信號(hào)反射。如果不對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行處理，這些信號(hào)會(huì)被輻射出去。有多種有效的端接方式，包括源端端接、末端端接和AC端接等。

6. 模擬電路。模擬信號(hào)應(yīng)遠(yuǎn)離高速跳變信號(hào)，通過GND將這些信號(hào)隔離。應(yīng)用中常用低通濾波器濾除周邊模擬信號(hào)的高頻噪聲。另外，模擬地和數(shù)字地應(yīng)當(dāng)分開。

7. 去耦電容。電源上的任何噪聲都有可能造成器件工作不正常，一般來說，耦合到電源上的是一些高頻的雜訊，可以通過使用去耦電容濾除，去耦電容為高頻雜訊提供電源到GND的低阻抗路徑。信號(hào)回流路徑構(gòu)成電源到地的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，將去耦電容盡量靠近IC管腳擺放，使得回流環(huán)面積最小。大面積的回流環(huán)路會(huì)增加輻射，成為潛在的EMC失效原因。

理論上，電容的電抗值隨著頻率的上升逐漸接近于零，然而并不存在這樣的理想情況，封裝和引腳都會(huì)增加電容的等效電感值。同時(shí)使用多個(gè)低ESL電容有助于增強(qiáng)去耦效果。

8. 線纜。許多EMC問題是在高速信號(hào)通過電纜時(shí)，線纜充當(dāng)天線造成的。理想情況下，電流從一端流入線纜，在另一端無衰減地流出。實(shí)際情況是寄生電容和電感的存在會(huì)造成輻射，產(chǎn)生EMI問題。通過雙絞線抑制感應(yīng)磁場，可以使耦合保持在低的水平。在使用帶狀線的時(shí)候，注意提供多個(gè)GND回路（多GND線）。對(duì)于高頻信號(hào)，應(yīng)在線纜兩端都提供GND屏蔽線。

9. 串?dāng)_。串?dāng)_存在于PCB上任意兩條走線之間，串?dāng)_的大小與互感、互容、信號(hào)的邊緣速率，以及走線的阻抗有關(guān)。在數(shù)字系統(tǒng)中，由互感引起的串?dāng)_一般會(huì)大于由互容引起的串?dāng)_。通過增加信號(hào)線之間的距離，或減小信號(hào)線與GND的距離都可以減小信號(hào)線之間的互感。

10. 屏蔽。屏蔽不是降低EMC的電子學(xué)方法，而是一種機(jī)構(gòu)手段。金屬性（導(dǎo)體或磁性材料）外殼可以用來屏蔽對(duì)系統(tǒng)外的EMI。根據(jù)實(shí)際要求，屏蔽可以是針對(duì)部分或者整體的。屏蔽腔相當(dāng)于一個(gè)封閉的接地容器，可以有效地吸收和反射輻射從而降低環(huán)狀天線的大小。同樣地，屏蔽也可以是不同部分間的隔離，衰減從一部分到另一部分輻射的能量。屏蔽通過衰減輻射波的E參數(shù)和H參數(shù)達(dá)到降低EMI的作用！