電磁兼容性是全球大多數(shù)市場(chǎng)上銷售的電子產(chǎn)品的關(guān)鍵要求。大多數(shù)EMC設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)都是在PCB設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)的，因此在本文中，我們將介紹一些有助于提高PCB性能的常見(jiàn)技巧和技巧。

什么是EMC？

電磁兼容性（EMC）是一種精心設(shè)計(jì)電子電路的方法，它能使電子電路對(duì)其他電子產(chǎn)品的影響最小化，并能抵抗其他電路的影響。盡管大多數(shù)電路都能正常工作，但全世界大多數(shù)國(guó)家的產(chǎn)品法律和法規(guī)都要求商業(yè)產(chǎn)品遵守嚴(yán)格的EMC要求。要了解如何降低電磁兼容，重要的是要知道電磁輻射到底是什么。

電磁兼容輻射是由交流/開(kāi)關(guān)電流產(chǎn)生的雜散無(wú)線電波，任何帶有交流電的導(dǎo)體都充當(dāng)天線。因此，設(shè)計(jì)人員的工作就是讓產(chǎn)品中的所有導(dǎo)體都不能發(fā)射強(qiáng)無(wú)線電波。

初步設(shè)計(jì)考慮

由于電磁輻射是無(wú)線電波，電磁兼容問(wèn)題的常見(jiàn)來(lái)源包括大多數(shù)高速開(kāi)關(guān)設(shè)備、數(shù)據(jù)總線和無(wú)線電電路。由開(kāi)關(guān)模式電源引起電磁兼容性問(wèn)題以及將開(kāi)關(guān)噪聲注入電源軌而臭名昭著，而Wi-Fi模塊也可能存在嚴(yán)重問(wèn)題。高速數(shù)據(jù)總線（如SPI、PCIe和內(nèi)存通道）也可能是干擾源，必須小心地對(duì)這些軌跡進(jìn)行路由，以將干擾降至最低。

在PCB上布線之前，必須仔細(xì)考慮PCB的設(shè)計(jì)和布局。很多信息都可以在網(wǎng)上免費(fèi)獲得，但總的來(lái)說(shuō)，遵循以下規(guī)則是至關(guān)重要的。

模擬功能等應(yīng)基于數(shù)字元件分組

如果可能的話，連接器應(yīng)該放在PCB的一側(cè)。

連接部件之間的距離應(yīng)最小化

高速連接器應(yīng)分組，并與模擬連接器分開(kāi)

PCB布線技巧

布線PCB軌跡是確定元件和連接器應(yīng)放置在何處的同樣重要的設(shè)計(jì)步驟。與初始設(shè)計(jì)階段一樣，在路由跟蹤時(shí)，設(shè)計(jì)可以考慮許多不同的因素。

PCB層

雖然兩層PCB通常是最便宜的選擇，但它們有一個(gè)缺點(diǎn)，即不允許使用功率面。任何具有兩層以上的PCB都有機(jī)會(huì)使用電源平面，其中整個(gè)層專用于電源軌（如5V）或接地。在四層PCB中，最好使用兩個(gè)內(nèi)層作為功率平面，因?yàn)檫@將使兩層之間的電容最大化，并為電流回路和發(fā)射的發(fā)射提供最小的返回路徑。

微分對(duì)

差分對(duì)，如在USB中找到的差分對(duì)，應(yīng)始終相鄰進(jìn)行路由，中間沒(méi)有任何跡線或平面。同樣重要的是，這些跡線的長(zhǎng)度相同，因?yàn)檫@有助于阻抗匹配。如果兩個(gè)跡線間隔過(guò)大，或阻抗不相等，不僅會(huì)影響差分對(duì)的性能（即噪聲和速度），還會(huì)導(dǎo)致電流回路，從而導(dǎo)致無(wú)線電發(fā)射。

保護(hù)跡線

保護(hù)跡線是一種特殊布線的地面跡線，它圍繞著一條跡線的任意一側(cè)，可以用來(lái)抵抗對(duì)外部源的干擾，也可以防止跡線的雜散發(fā)射逸出（保護(hù)跡線充當(dāng)環(huán)繞該跡線的簡(jiǎn)單法拉第籠）。

縫合孔

縫合通孔是一種通孔，通常連接到地面，并環(huán)繞特別嘈雜的區(qū)域。它們通常存在于多氯聯(lián)苯上，就像保護(hù)痕跡一樣，起到法拉第籠的作用，幫助吸收散失的電磁輻射。縫合孔之間的間距一般應(yīng)小于λ/20，其中λ代表防護(hù)的最大頻率。例如，如果2.4GHz電路被保護(hù)，則通孔之間的最小距離應(yīng)為15cm/20=7.5mm。然而，這樣的小距離可能并不總是可能的，并且包含過(guò)孔通常可以提高性能。通常情況下，縫合通孔的尺寸不是問(wèn)題，但使用PCB提供的最小鉆孔，且不產(chǎn)生額外成本是最理想的。

縮短跡線長(zhǎng)度

當(dāng)減少電磁輻射時(shí)，重要的是盡量縮短跡線長(zhǎng)度，因?yàn)檫@會(huì)使它們成為一個(gè)糟糕的天線。然而，還必須確保跡線的長(zhǎng)度不是該跡線中將出現(xiàn)的信號(hào)預(yù)期標(biāo)稱頻率波長(zhǎng)的倍數(shù)。例如，如果一個(gè)2.4GHz的信號(hào)將出現(xiàn)在一個(gè)跡線中，并且它不是一個(gè)無(wú)線鏈路（即標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線通道），那么該跡線的長(zhǎng)度不應(yīng)是波長(zhǎng)15cm的倍數(shù)甚至是一個(gè)分?jǐn)?shù)。因此，應(yīng)避免使用15厘米、7.5厘米和5厘米的痕跡長(zhǎng)度，甚至不應(yīng)使用超過(guò)15厘米的痕跡。

結(jié)論

本文中概述的方法只是減少EMC的一些方法，通過(guò)免費(fèi)在線資源的進(jìn)一步探索將揭示EMC的設(shè)計(jì)是多么復(fù)雜。然而，降低電磁兼容性的最佳方法是在嘗試使用通過(guò)捕捉雜散發(fā)射（即法拉第籠）來(lái)降低電磁兼容性的方法之前，先了解是什么導(dǎo)致了電磁兼容性，并消除了這些來(lái)源。
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