PCB設(shè)計(jì)中的EMC問(wèn)題怎么避免

最近經(jīng)常被問(wèn)到EMC相關(guān)的問(wèn)題，比如怎么設(shè)計(jì)才能避免EMC的問(wèn)題，我想經(jīng)常關(guān)注高速先生的同鞋們有機(jī)會(huì)肯定也會(huì)問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題。首先這是一個(gè)系統(tǒng) 性的問(wèn)題，不是那么好回答，尤其是對(duì)于聚焦在高速信號(hào)這個(gè)領(lǐng)域而非EMC專長(zhǎng)的高速先生們來(lái)說(shuō)，其實(shí)也只能回答個(gè)大概，實(shí)話實(shí)說(shuō)，在EMC領(lǐng)域我們也還在 不斷的學(xué)習(xí)中，所以這篇文章也只是基于我們對(duì)EMC的一些認(rèn)識(shí)，從PCB設(shè)計(jì)中如何去盡量的避免問(wèn)題的發(fā)生，其中說(shuō)得不到位的也請(qǐng)大家批評(píng)指正，如果您有 自己更好的文章，也歡迎投稿給我們的高速先生。

在文章的開(kāi)篇就說(shuō)過(guò)，EMC和SI、PI息息相關(guān)，很多時(shí)候我們會(huì)告訴大家，我們沒(méi)法進(jìn)行EMC仿真，但我們會(huì)從板級(jí)來(lái)盡量避免一些EMC問(wèn)題的發(fā)生，說(shuō)白了其實(shí)就是盡量保證SI及PI的性能（這是我們的專長(zhǎng)），從源頭上來(lái)避免EMC問(wèn)題。

首 先，關(guān)于信號(hào)完整性與EMC的關(guān)系前面小陳有寫(xiě)過(guò)不少的文章闡述了一些道理，今天我們?cè)賮?lái)簡(jiǎn)單的總結(jié)下，SI關(guān)注的過(guò)沖、反射及串?dāng)_，其實(shí)就和EMC有直 接的關(guān)系。信號(hào)由于阻抗匹配不好，會(huì)發(fā)生各種反射，反射比較大就會(huì)有較大的過(guò)沖，那么這個(gè)過(guò)沖的幅值除了對(duì)器件的使用壽命有影響外，還會(huì)影響到輻射，因?yàn)?他是輻射的來(lái)源，所以在PCB設(shè)計(jì)上對(duì)一些關(guān)鍵信號(hào)就需要盡量控制阻抗，做到阻抗匹配，可能的情況下還需要通過(guò)一定的外部端接來(lái)達(dá)到匹配，在拓?fù)浜投私酉?列里面已經(jīng)講過(guò)各種端接方法了；此外還需要關(guān)注信號(hào)跨分割的問(wèn)題，信號(hào)跨分割除了阻抗問(wèn)題外，其實(shí)還有就是信號(hào)回流問(wèn)題，說(shuō)到信號(hào)回流，很多人就會(huì)想到 EMI的問(wèn)題，對(duì)了，信號(hào)回流路徑變大也是會(huì)產(chǎn)生EMI問(wèn)題的；再有就是串?dāng)_，串?dāng)_就是信號(hào)之間的相互耦合，很多人可能會(huì)直接把它和EMI等同，避免串?dāng)_ 就需要盡量加大信號(hào)之間的間距，尤其是微帶線，另外還需要考慮雙帶狀線之間的串?dāng)_，盡量避免上下層平行走線過(guò)長(zhǎng)；還有一些諸如板邊走線，沿分割走線等，其 實(shí)這些都是些老生常談的話題，但知易行難，如果在設(shè)計(jì)中有一定的SI知識(shí)并且從SI的角度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么很多EMC相關(guān)的問(wèn)題其實(shí)是可以避免的。

其 次從PI的角度考慮也是避免EMC問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵，把電源設(shè)計(jì)好，你的產(chǎn)品也可以說(shuō)就成功了一半。在電源完整性里面我們會(huì)考慮電源平面阻抗，其中就會(huì)綜合 評(píng)估電源的各種電容匹配是否合理，進(jìn)而從整個(gè)頻段來(lái)保證電源網(wǎng)絡(luò)有一條低阻抗的通道，如果某頻段內(nèi)阻抗超標(biāo)，在相應(yīng)頻段就會(huì)出現(xiàn)較高的噪聲，此時(shí)EMI問(wèn) 題就有可能會(huì)被激發(fā)，所以我們就會(huì)采用相應(yīng)頻段的電容來(lái)濾除這些噪聲，前面的文章里我們的小劉有講到EMC與電容，其實(shí)講的就是這個(gè)，后續(xù)我們還有更多 PI相關(guān)的專題，所以關(guān)于EMC與PI的話題我們?cè)诖司筒簧婕疤嗔恕?/p>

另外就是從疊層、地和濾波的角度來(lái)避免EMC問(wèn)題的發(fā)生。疊 層其實(shí)就是提供一個(gè)最基本的信號(hào)框架，在這個(gè)框架內(nèi)需要滿足信號(hào)及電源完整性的各種質(zhì)量要求，當(dāng)然還要能保證可以加工，接下來(lái)就有疊層的專題；地的話題我 們?cè)谏弦黄恼吕锩嬷皇呛苣w淺的重新認(rèn)識(shí)了一下，關(guān)鍵就是我們需要分信號(hào)來(lái)保證信號(hào)的回流和參考，另外就是各種地的分割，最終怎么把分割的地通過(guò)什么方式 來(lái)連接，這個(gè)在EMC或者PCB設(shè)計(jì)中是需要注意的，但也是最復(fù)雜的。還有就是濾波，常見(jiàn)的有低通、高通、帶通、帶阻等濾波方式，這些需要根據(jù)不同的需求 采用不同的濾波，另外還有不用的濾波器件如饋通濾波器，L型濾波器，Pai型濾波器，T型濾波器，共模濾波器等，采用不同的濾波器件在硬件原理設(shè)計(jì)的時(shí)候 有不同的考量。

最后就是屏蔽隔離了，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候芯片本身的輻射就很大，芯片的輻射是沒(méi)法從板級(jí)上來(lái)消除的，除了采購(gòu)輻射小的芯片 或者要求芯片廠商來(lái)保證外，很多時(shí)候就需要用屏蔽罩來(lái)隔離了，如大家經(jīng)?？吹?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/107/" target="_blank">手機(jī)上面各大模塊都是用一個(gè)一個(gè)的鐵盒子把芯片包起來(lái)，這個(gè)鐵盒子很多時(shí)候不 是為了保密需求的（一部分不排除哈），其實(shí)很大一部分原因就是屏蔽及隔離EMI的，這個(gè)就是基于EMC的考量。因?yàn)槲覀兪謾C(jī)上的芯片很多都是射頻信號(hào)，一 方面它很容易干擾其他信號(hào)，另一方面它又很容易被別人干擾，所以這個(gè)時(shí)候就用一個(gè)個(gè)的鐵盒子把他們屏蔽隔離起來(lái)，就好像把一些好事份子都單獨(dú)關(guān)起來(lái)，大家 各玩各的互不影響，這樣也就相安無(wú)事了。

前面泛泛說(shuō)了一大堆，無(wú)非也就是通過(guò)源頭來(lái)盡量避免輻射及EMC問(wèn)題的發(fā)生，因?yàn)槲覀兌贾酪霃氐捉鉀Q問(wèn)題，就需要從問(wèn)題的根源出發(fā)，而不是頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，EMC問(wèn)題也是一樣的，引起EMC的問(wèn)題是復(fù)雜的，這就需要我們知道問(wèn)題的源頭在哪里，最后對(duì)癥下藥。