提升PCB的电磁兼容性

有人说，世界上只有两种电子工程师：经历过电磁干扰的和没有经历过的。 随着PCB布线快车的增加，EMC设计是我们电子工程师不得不考虑的问题。 对于设计，在对 PCB 产品和 PCB 设计进行 EMC 分析时，需要考虑五个重要属性：

(1) 关键器件尺寸：产生辐射的发射器件的物理尺寸。 射频 (RF) 电流会产生电磁场，电磁场会通过外壳泄漏并离开外壳。 作为传输路径的 PCB 上的布线长度对射频电流有直接影响。

(2)阻抗匹配：源端和接收端的阻抗，以及它们之间的传输阻抗。

(3)干扰信号的时间特性：这个问题是连续的（周期性信号）事件还是只存在于特定的操作周期（例如，单一的按键操作或开机干扰，周期性的磁盘驱动器操作或网络突发传输） .

(4)干扰信号强度：源能级有多强，产生有害干扰的可能性有多大。

(5)干扰信号的频率特性：用频谱仪观察波形，观察到的问题在频谱的什么位置，从而找出问题所在。

此外，一些低频电路设计习惯也需要注意。 比如我常用的单点接地就很适合低频应用。 但是和PCB公司的工程师聊天后，发现不适合RF信号的场合，因为RF信号的场合EMI问题比较多。 相信有些工程师将单点接地应用于所有的产品设计，却没有意识到采用这种接地方式可能会引起或多或少复杂的电磁兼容问题。

我们还应该注意 PCB 电路组件中的电流流动。 有了电路知识，我们知道电流是从电压高的地方流向电压低的地方，在闭环电路中电流总是流过一条或多条路径，所以最小环路也是一个很重要的定律。 对于测量干扰电流的方向，修改PCB走线，使其不影响负载或敏感电路。 对于需要从电源到负载的高阻抗路径的应用，必须考虑返回电流可以流经的所有可能路径。

还有一个PCB布线问题。 导体或布线的阻抗包括电阻R和感抗。 在高频下，没有容抗。 当布线频率高于100kHz时，导线或布线就变成了电感。 在音频上方工作的电线或电缆可能成为射频天线。 在EMC规范中，不允许电线或电缆在特定频率λ/ 20以下（天线的设计长度等于特定频率λ/ 4或λ/ 2的长度）运行。 设计一不小心，走线就变成了一个高效天线，给后期调试增加了难度。

最后，我们将讨论 PCB 布局。 首先，考虑 PCB 尺寸。 PCB尺寸过大时，系统的抗干扰能力会下降，成本会随着布线的增加而增加，而PCB尺寸过大则容易造成散热和相互干扰的问题。 小的。 其次，确定特殊元器件（如时钟元器件）的位置（时钟走线不要在关键信号线的周围和上方或下方铺设，以免造成干扰）。 第三，根据电路功能，进行PCB的整体布局。 在元器件布局上，相关元器件尽量靠近，以获得更好的抗干扰效果。