怎樣從PCB布局開(kāi)始控制產(chǎn)品EMC問(wèn)題

PCB是電子產(chǎn)品最基本的部件，也是絕大部分電子元器件的載體。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品的PCB設(shè)計(jì)完成后，可以說(shuō)其核心電路的騷擾和抗擾特性就基本已經(jīng)確定下來(lái)了，要想再提高其電磁兼容特性，就只能通過(guò)接口電路的濾波和外殼的屏蔽來(lái)“圍追堵截”，這樣不但大大增加了產(chǎn)品的后續(xù)成本，也增加了產(chǎn)品的復(fù)雜程度，降低了產(chǎn)品的可靠性，因此工程師要掌握一些PCB Layout技巧，規(guī)避一些常犯的錯(cuò)誤。本文列舉了一些常見(jiàn)的Layout錯(cuò)誤，希望對(duì)廣大工程師有借鑒作用。

一、PCB的EMC布局的核心原則：

PCB的EMC布局的核心原則就是從空間上避免不同器件之間的相互干擾

1、功能區(qū)域劃分

（1）按速度區(qū)域劃分

當(dāng)線路板上同時(shí)存在高、中、低速電路時(shí)，應(yīng)該遵從下圖中的布局原則，避免高頻

電路噪聲通過(guò)接口向外輻射。

（2）按功能區(qū)域劃分

多種模塊電路在同一PCB上放置時(shí)，數(shù)字電路與模擬電路、高速與低速電路分開(kāi)布局。避免數(shù)字電路、模擬電路、高速電路以及低速電路之間的互相干擾。

2、PCB布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分遵守沿信號(hào)流向直線放置的設(shè)計(jì)原則，盡量避免來(lái)回環(huán)繞。

3、對(duì)于特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則：

（1）盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。

（2）某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。

（3）重量超過(guò)15g的元器件，應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。

（4）對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。

（5）應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。

二、、常見(jiàn)錯(cuò)誤舉例

1、常見(jiàn)錯(cuò)誤1：晶振出現(xiàn)在單板接口連接器1000mil以內(nèi)。。

問(wèn)題分析：

晶體、晶振、繼電器、開(kāi)關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件出現(xiàn)在單板接口連接器1000mil以內(nèi)，干擾會(huì)直接向外輻射或在外出電纜上耦合出電流來(lái)向外輻射。

解決辦法：

（1）晶振遠(yuǎn)離接口連接器1000mil以外。；

（2）接口增加濾波電路，濾除高頻干擾信號(hào)。

2、常見(jiàn)錯(cuò)誤2：線路板電源輸入口的濾波電路（共模電感）沒(méi)有靠近接口放置。

問(wèn)題分析：

線路板電源輸入口的濾波電路遠(yuǎn)離近接口放置，可能導(dǎo)致已經(jīng)經(jīng)過(guò)了濾波的線路被再次耦合。

解決辦法：

（1）共模電感靠近電源端口放置，同時(shí)注意地的隔離，如下圖。

3、常見(jiàn)錯(cuò)誤3：器件擺放位置不合理。

問(wèn)題分析：

TVS靜電抑制器不能起到應(yīng)有的保護(hù)作用，主要是由于PCB中器件布局不合理造成，信號(hào)線在沒(méi)經(jīng)過(guò)TVS前通過(guò)過(guò)孔直接連接到MCU。

解決辦法：

改變TVS和過(guò)孔位置，把TVS并聯(lián)在管腳和MCU之間PCB走線 上。

總結(jié)：

TVS等保護(hù)器件在PCB布局時(shí)，應(yīng)靠近接口放置，并且保護(hù)器件應(yīng)該位于被保護(hù)器件與端口之間，信號(hào)先經(jīng)過(guò)保護(hù)器件，再由保護(hù)器件引向被保護(hù)器件。

三、PCB整體布局總結(jié)

1、高速、中速、低速電路要分開(kāi)；

2、強(qiáng)電流、高電壓、強(qiáng)輻射元器件遠(yuǎn)離弱電流、低電壓、敏感元器件；

3、模擬、數(shù)字、電源、保護(hù)電路要分開(kāi)；

4、多層板設(shè)計(jì)，有單獨(dú)的電源和地平面；

5、對(duì)熱敏感的元件（含液態(tài)介質(zhì)電容、晶振）盡量遠(yuǎn)離大功率的元器件、散熱器等熱源。

希望通過(guò)此文的簡(jiǎn)單介紹，能幫助大家加深對(duì)PCB布局設(shè)計(jì)的理解，提前做好PCB的優(yōu)化設(shè)計(jì)，一勞永逸。