【正文】 湖南商務(wù)職院 ? (1)混合信號(hào)電路 PCB的電磁兼容設(shè)計(jì)中的布線原則 ? ①遵守常規(guī)的布線規(guī)則。 高回?fù)p有兩種負(fù)面效應(yīng)：一是信號(hào)反射回信號(hào)源會(huì)增加系統(tǒng)噪聲，使接收機(jī)更加難以將噪聲和信號(hào)區(qū)分開來；二是任何反射信號(hào)基本上都會(huì)使信號(hào)質(zhì)量降低，因?yàn)檩斎胄盘?hào)的形狀出現(xiàn)了變化。這些電磁場能在相鄰信號(hào)線或 PCB線上感生信號(hào)，導(dǎo)致令人討厭的串?dāng)_ (干擾及總噪聲 )，并且會(huì)損害系統(tǒng)性能。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在 PCB上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 根據(jù)電路的功能單元對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則： 易受干擾的元器件距離不能太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。高頻環(huán)境下，最好使用表面安裝組件。角，以降低回?fù)p。要為模擬電路專門提供一根零伏線；為減少線間串?dāng)_，必要時(shí)可增加印刷線條間距離，注意安插一些零伏線作為線間隔離； PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 印刷電路的插頭也要多安排一些零伏線作為線間隔離；特別注意電流流通中的導(dǎo)線環(huán)路尺寸；如有可能在控制線 (于印刷板上 )的入口處加接 RC去耦，以便消除傳輸中可能出現(xiàn)的干擾因素； ? 印刷弧上的線寬不要突變，導(dǎo)線不要突然拐角 (≥90。專用零伏線，電源線的走線寬度大于等于 l mm； 對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至 5～ 8mm。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。因此，導(dǎo)線寬度為 1． 5mm可滿足要求。 ? PCB導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? ⑤ 輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。 ③時(shí)鐘發(fā)生電路應(yīng)在板中心附近，時(shí)鐘扇出應(yīng)采用菊鏈?zhǔn)交虿⒙?lián)布線。 ①高頻數(shù)字信號(hào)線要用短線。 ? 在 PCB設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁特性是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問題之一，涉及器件安裝方法、布線的隔離以及減少引線電感的措施等。 ? PCB中元器件的布局應(yīng)從兩個(gè)層面上考慮，一個(gè)是平面的，即通常在 PCB設(shè)計(jì)中提到的 PCB布局；另外一個(gè)是立體的元器件布局，既要考慮到元件的大小、所占空間，又要考慮到元器件的密度。良好的電磁兼容設(shè)計(jì)依賴PCB設(shè)計(jì)工程師對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理、布線規(guī)則、電磁兼容控制技術(shù)的深刻理解。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 10． 2． 4 電磁兼容設(shè)計(jì)中的布局與布線 ? PCB設(shè)計(jì)中的布局，是指 PCB上電子元件及配件的排列方式。 (2)電源濾波器的外殼必須用截面積大的導(dǎo)線以最短的距離與機(jī)殼連為一體，并盡量使電源濾波器的接地點(diǎn)與機(jī)殼接地點(diǎn)保持最短的距離。濾波器可分為交流電源濾波器、信號(hào)傳輸線濾波器和去耦濾波器。因?yàn)樵O(shè)備中的導(dǎo)線是效率很高的接收和輻射天線，設(shè)備產(chǎn)生的大部分輻射發(fā)射都是通過各種導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)的。硅基芯片安裝在小型的 PCB上，通過綁定線實(shí)現(xiàn)硅基芯片與焊盤之間的連接，在某些封裝中也可以實(shí)現(xiàn)直接連接。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 1．集成電路芯片的 EMI來源 PCB中集成電路 EMI的來源主要有：數(shù)字集成電路從邏輯高到邏輯低之間轉(zhuǎn)換或者從邏輯低到邏輯高之間轉(zhuǎn)換過程中，輸出端產(chǎn)生的方波信號(hào)頻率導(dǎo)致的EMI；信號(hào)電壓和信號(hào)電流電場和磁場； IC芯片自身的電容和電感等。 然而在考慮 EMI控制時(shí) ， 首先應(yīng)該考慮對(duì)集成電路芯片的選擇 。這種方法有利于對(duì)絕緣材料與鄰近布線之間的電磁場進(jìn)行有效管理。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 10． 2． 1 PCB材料的選擇與電磁兼容性 根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際需要及成本綜合考慮PCB層數(shù)的選擇，一般來說，多層板能夠較好地控制 EMI，但太多的層也增大了電磁管理的難度。 PCB的基材及 PCB層的選擇、電子元件及電子元件的電磁特性、元件間互連線的長寬等都制約著 PCB的電磁兼容性。要使電子電路獲得最佳性能，在進(jìn)行 PCB設(shè)計(jì)時(shí)需要深入分析 PCB設(shè)計(jì)的一般原則及研究電磁兼容性設(shè)計(jì)的一般方法。 （ 4）接地 接地包括接地體的設(shè)計(jì)、地線的布置、接地線在各種不同頻率下的阻抗等內(nèi)容，不僅涉及產(chǎn)品或系統(tǒng)的電氣安全，而且關(guān)聯(lián)著電磁兼容和其測量技術(shù)。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 電源線是電磁干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備的主要途徑。脈沖信號(hào)的高頻成分很豐富，這些高頻成分可以借助導(dǎo)線輻射，使線路板的輻射超標(biāo)。同時(shí)，這些導(dǎo)線又能接受外部的電磁干擾，使電路對(duì)干擾很敏感。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 線路板上的導(dǎo)線，是最有效的接收和輻射天線。 ? 頻率管理是濾波的重要手段，是指運(yùn)用干擾抑制濾波技術(shù)來選擇信號(hào)和抑制干擾。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? （ 3）濾波 ? 濾波是在頻域上處理電磁噪聲的技術(shù)，為電磁噪聲提供一個(gè)低阻抗通路，以抑制電磁干擾。 在印刷電路板上，信號(hào)線長距離高密度平行，就有可能出現(xiàn)傳輸通道干擾。如果是兩個(gè)圖像通道的信號(hào)干擾，會(huì)產(chǎn)生圖像疊加、背景虛像等現(xiàn)象。其特點(diǎn)是將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開來，切斷通過阻抗進(jìn)行耦合的可能。 ? 靜電屏蔽應(yīng)具備兩個(gè)基本要點(diǎn)，即完善的屏蔽體和良好的接地。電磁屏蔽是以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個(gè)區(qū)域向另一區(qū)域感應(yīng)和輻射傳播的方法。 （ 1）屏蔽 屏蔽主要是運(yùn)用各種導(dǎo)電材料，制成殼體與大地連接，以切斷靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電磁場耦合的電磁噪聲傳播途徑。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 電磁兼容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)電磁干擾源的研究，從干擾源處控制其電磁發(fā)射。 國內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，在產(chǎn)品或系統(tǒng)的研制過程中越早注意電磁兼容問題，越可以節(jié)約人力與物力。除屏蔽方法外，還可以通過改變電路設(shè)計(jì)來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 布線結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)對(duì)降低 PCB輻射也具有關(guān)鍵的作用。 顯然， PCB的布局設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到整機(jī)電磁輻射的強(qiáng)弱。 ? 電磁輻射主要表現(xiàn)在：對(duì)周圍的電子系統(tǒng)構(gòu)成窄帶與寬帶干擾；另一方面造成潛在的信息泄漏問題。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? PCB電磁輻射分兩種基本類型：差模輻射與共模輻射。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? （ 2）數(shù)字電路 PCB使電子產(chǎn)品的電磁輻射加重 ? 計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電路一般都是用數(shù)字電路 PCB實(shí)現(xiàn)的，在很多情況下，數(shù)字電路 PCB產(chǎn)生的輻射問題要比模擬電路 PCB更嚴(yán)重。另外，低頻一般有較低的電路阻抗，電感耦合是主要的。 當(dāng)在 EMC預(yù)測和解決 EMI問題時(shí)，首先應(yīng)確定發(fā)射源的耦合途徑是傳輸?shù)?、輻射的、還是串音的。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 1．電磁兼容問題 （ 1）印刷電路板中帶狀線、電線、電纜間的串音和電磁耦合 印刷電路板中帶狀線、電線、電纜間的串音是印刷電路板中存在的最難克服的問題之一。對(duì)設(shè)備的電磁兼容要求 。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? 電磁兼容對(duì)設(shè)備的要求有兩個(gè)方面：一是設(shè)備工作時(shí)不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響；另一個(gè)是不能對(duì)外界的電磁干擾過度敏感 。高速數(shù)字電路 PCB是一個(gè)典型的代表， PCB的電磁兼容問題是目前高速 PCB設(shè)計(jì)中急待解決的技術(shù)難題。 ? ⑥減小環(huán)線面積。屏蔽的效果用屏蔽系數(shù)來衡量。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? ③ 采用頻率分離方法，使產(chǎn)生輻射的設(shè)備和易接收輻射的設(shè)備的工作頻率不同。 ? 針對(duì)輻射性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是： ? ①采用空間分離的方法，把容易相互干擾的設(shè)備和導(dǎo)線安排得遠(yuǎn)一些，并調(diào)整電磁場矢量方向，使接收設(shè)備耦合的干擾電磁場最低。 ? ④平衡 ? 平衡的目的：采用平衡的方法減小或免除電感性耦合的電磁干擾。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? ③ 屏蔽、 ? 屏蔽的目的：切斷干擾源和被干擾對(duì)象之間的磁力線。 ? 針對(duì)電感性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是： ? ①盡可能減小干擾源電流的變化速度。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? (3)電感性耦合 ? 任何兩個(gè)回路之間存在著互感。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? ⑤ 平衡 ? 平衡的目的：當(dāng)干擾源和被干擾對(duì)象的基準(zhǔn)電位是相互獨(dú)立時(shí)，可以采用平衡的方法使干擾源和被干擾對(duì)象的耦合電容平衡，以免除電容性耦合的電磁干擾。當(dāng)導(dǎo)線的長度小于工作信號(hào)波長的 l／ 20時(shí)，采用單點(diǎn)接地，否則采用多點(diǎn)接地。 PCB電磁兼容技術(shù) — 湖南商務(wù)職院 ? ④ 屏蔽 ? 屏蔽的目的：切斷干擾源和被干擾對(duì)象之間的電力線。 ? 針對(duì)電容性耦合的電磁兼容設(shè)計(jì)方法是： ? ①盡可能減小干擾源 U1的幅值和干擾源的變化速度 ω。 ? 電位隔離有機(jī)械、電磁、光電和浮地 4種隔離方式，其實(shí)質(zhì)是人為地造成電位隔離，以阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。 ? ③對(duì)共地阻抗產(chǎn)生的電磁干擾，可以想辦法降