高速PCB設(shè)計中考慮EMC的布線技巧

顧名思義，EMC就是關(guān)于如何解決電子設(shè)備如何對其他設(shè)備產(chǎn)生干擾、或防止外部設(shè)備對自身電子設(shè)備產(chǎn)生電磁場干擾的問題。在PCB布線設(shè)計中，特別是高速電路設(shè)計，您必須得考慮電路的電磁兼容，不然的話，您的產(chǎn)品很可能通不過3C標準。

今天我們就來講講電磁兼容（EMC）在PCB布線設(shè)計中，需要注意哪些具體設(shè)計細節(jié)，注意哪些問題。從大體上來講 ，PCB電磁兼容的設(shè)計，要對以下這幾類電路布線重點關(guān)注。

1.強輻射信號線（高頻、高速、時鐘走線為代表）2.敏感信號（如復位信號）3.功率電源信號4.接口信號（模擬接口或數(shù)字通信接口）

下面，我們針對普遍的PCB電路和高速電路PCB電磁兼容設(shè)計，詳細列舉一二。

一、電磁兼容在低速信號的PCB設(shè)計問題

低速電路PCB設(shè)計中，我們需要考慮如下幾點要素：

1、電源走線策略

對于電源來說，任何板都要遵循此規(guī)則。每個芯片電源管腳必須放置0.1uF的電容。這樣能濾除芯片電源高速干擾。對于不鋪銅，而是直接走粗線的，每隔3000mil必須加電容（10uF+0.1uF）。這樣高頻噪聲會濾除。

單層板的話，電源與地必須緊挨著走線，以減少回流環(huán)路面積。如下圖

2、敏感信號的走線策略

對于敏感信號最好是要用地包住。這樣包地即提供了信吃最短回流路徑，也能消除與其它相鄰信號的干擾。如下圖

如果是多層板，對于特別敏感的信號線除了同層用包地處理，還可以上，下兩層也是大面積的鋪地。這樣，使信號的上，下，左，右都有地包著。保證信號的干凈。

3、信號的回流面積最小定律

在PCB設(shè)計中，每根信號最好能做到與地的回流路徑最短，如下圖所示

回路面積最小，信號的抗干擾能力加強，對外的EMI也達到最小。單雙面的話，只能使地回路盡可能的短。本文微信公眾號： PCB_technique。對于多層板，就要在相鄰層鋪上大面積的銅作為地。這個鋪大面積的銅的相鄰層，也叫信號的參考層。做阻抗設(shè)計時，就是以這個參考層來計算阻抗大小的。

4、PCB的走線方式

PCB走線不能走直角，一般走45度角。高速信號最好走圓弧。超高速信號10度走線。走線寬度要一致，不然會產(chǎn)生阻抗不連續(xù)。對于高速信號就會產(chǎn)生不必要的反射，振鈴。

5、相鄰層的布線策略

相鄰層走線時，最好是形成垂直。一層是平行走線，那相鄰層就要垂直走線。這樣相鄰層的信號不會形成干擾。實在無法避免，就適當減小平行走線線段的長度。最好小于1000mil

6、在電源線中過孔的個數(shù)

在布電源線時，在不同層連接用到過孔時，必須考慮良好連接性。如果電流大，由于過孔的電阻性，放一個過孔可能會降低到終端的電壓。導致到芯片電源腳的電壓低于實際設(shè)計的電壓，而使芯片不能工作。這時我們在換層連接處多加幾個過孔。

7、電容的放置及布線

濾波電容在放置時，如第1條所說，要靠近芯片管腳放置，布線要盡可能的粗，短。保證濾高頻效果。電容接地腳要就近打孔到地層。不能連一根很長的線再跟地相連。如下圖所示

二、電磁兼容在高速信號的PCB設(shè)計問題

1、3W與20H法則

3W就是信號線之間的布線間距是線寬的兩倍，中心距是3倍。如圖所示：

3W的線間距，可以保證不受其它干擾信號的電場達到70%以上，如要達到98%的電場不互相干擾，就要使用10W的間距。

20H是指多層板電源平面要比地平面邊緣縮進兩個平面之間間距的20倍以上。這樣，電源被地包圍在地平面之內(nèi)，大減小了向外輻射的機率。如下圖所示：

2、高速信號的走線層次選擇

高速信號線最好是走在里層，這樣介質(zhì)層起到屏蔽作用，能有效抑制EMI信號的向外輻射。

3、高帶關(guān)鍵信號包地處理

高速信號線中如時鐘錢，最好采用包地處理，而且包地每隔3000mil打一個過孔連接到地層。關(guān)鍵信號與其它線之間要滿足3W規(guī)則。如下圖所示：