像我們討厭承認的那樣，EMC工程師和PCB設(shè)計人員在設(shè)計或評估PCB或診斷EMC問題時，都非常依賴設(shè)計規(guī)則(或者說設(shè)計指南)。但是，如果我們在設(shè)計PCB的時候，不顧及每個設(shè)計指南的重要性而只想滿足盡可能多的設(shè)計指南的話，最終成型的PCB很可能比不參考設(shè)計指南還要差。對于EMC工程師或PCB設(shè)計師來說，重要的是能夠確定在特定的設(shè)計中，哪些設(shè)計指南絕對必須遵守，哪些指南不那么重要。這樣做的能力來自于識別任何給定設(shè)計中可能的源，天線和耦合路徑的位置。相較于套用通用的設(shè)計指南，通過系統(tǒng)的方法將EMC性能要求與設(shè)計指南聯(lián)系起來會是更好的一種選擇。

最重要的電磁兼容性(EMC)設(shè)計指南

指南1：(通用)最小化高頻電源和信號電流的循環(huán)面積

幾乎在每本EMC設(shè)計指南里都會提到這個簡單的規(guī)則。然而，當PCB設(shè)計者試圖去滿足其他設(shè)計指南時，這條簡單規(guī)則往往就被犧牲掉了。許多情況下，PCB設(shè)計者甚至不知道信號電流流向哪里。數(shù)字電路設(shè)計者更多地考慮的是信號的電壓，而信號完整性和EMC設(shè)計師往往考慮的是信號的電流。

關(guān)于信號電流，有兩點是電路工程師必須要了解的：

信號電流總是回到它們的源(例：電流路徑總是一個閉環(huán))

信號電流總是沿著最小阻抗流動

在MGHz甚至更高的頻段，我們可以很容易識別出信號電流的路徑。這是因為高頻時最小阻抗往往就是最小電感的路徑，電流返回盡可能接近輸出電流的路徑。在低頻(通常是kHz或更低)，最小阻抗往往是最小電阻的路徑。低頻電流更難去追蹤，因為它們會分散。電流返回路徑可能與輸出電流路徑距離相對較遠。

指南2：不要拆分、隔斷或切割信號返回平面

當然，有些情況下的確需要在返回平面上放置一個合理的隔斷，但是這種情況畢竟較少發(fā)生而我們又總是要控制低頻電流的流動。最安全的經(jīng)驗是采用一個用于返回所有信號電流的實體全覆銅平面。在我們預期到低頻信號易感或者可能干擾到電路板上電路的情況下，用一根導線或單獨一個層來引導返回電流到源。通常來說，永遠不要拆分、隔斷或切割信號返回平面。如果你確信要使用隔斷來避免低頻耦合問題，請向?qū)＜易稍儭２灰蕾囋O(shè)計指南或應(yīng)用筆記，即使這些指南或筆記在其他人相似的設(shè)計中奏效過。

指南3：不要在兩個連接器中間布設(shè)高速電路

在實驗室審查或評估的電路板設(shè)計中，這是遇到的最常見的問題之一。很多時候，簡單的電路板設(shè)計，本可以毫無麻煩地滿足EMC要求，卻因為違反了這個簡單的規(guī)則而產(chǎn)生嚴重EMC問題。為什么連接器的位置如此重要?在低于幾百兆赫茲的頻率下，波長在一米或更長的數(shù)量級。PCB上的任何可能的天線部件本身往往都是很小的，因而不太可能構(gòu)成有效的天線部件。然而，連接到電路板的電纜或其他設(shè)備的長度足以形成相對有效的天線部件。流過導線并通過實體(全覆銅)平面返回的信號電流會導致平面上任意兩點之間的電壓差。這些電壓差通常與在平面中流動的電流成比例。當所有連接器沿著電路板的同一個邊緣放置時，它們之間的電壓差往往可以忽略不計。然而，位于連接器之間的高速電路可以容易地在連接器之間產(chǎn)生幾毫伏或更大的電位差。這些電壓可以將電流驅(qū)動到連接的電纜上，導致產(chǎn)品超出輻射發(fā)射要求。

指南4：控制信號轉(zhuǎn)換時間

一個以100MHz的時鐘速度運行的電路板絕對可以滿足在2GHz處的輻射發(fā)射要求。一個波形良好的數(shù)字信號的大量功率都在較低次諧波處，而高次諧波處沒有多少功率。通過降低數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換時間，我們可以最好地控制高次諧波頻率的功率。雖然轉(zhuǎn)換時間過長會導致信號完整性和熱問題，但是必須在這些競爭性要求之間達成工程上的妥協(xié)。根據(jù)不同的應(yīng)用，轉(zhuǎn)換時間需要大于或小于位周期的20%?？傊?，轉(zhuǎn)換時間不能隨意選取。有三種常見的方法來控制數(shù)字邏輯的上升和下降時間。

使用受控轉(zhuǎn)換速率的邏輯閘系列

在設(shè)備輸出處串聯(lián)電阻或鐵氧體

在設(shè)備輸出處并聯(lián)電容

受控轉(zhuǎn)換速率的邏輯閘通常是最有效的選擇，特別是在驅(qū)動匹配的終端時。然而，大多數(shù)精心設(shè)計的電路板上的大部分邏輯電路都具有電容終端。使用串聯(lián)電阻來控制這些電路的上升時間，可以使設(shè)計人員以更低的成本得到更多的控制。鐵氧體也可以有效，但成本更高，并且相對電阻而言提供的控制更少。電容器實際上可以增加源裝置吸收的高頻電流的數(shù)量，而在大多數(shù)情況下，并不是控制轉(zhuǎn)換時間的適當選擇。請注意，嘗試通過阻止返回路徑中的電流流動來減緩或過濾單端信號永遠不是一個好主意。例如，不應(yīng)該有意地將低速導線布線在返回平面上的隔斷上，或者將鐵氧體放在地面上，以試圖濾除高頻噪聲。

審核編輯：湯梓紅