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電路板的電磁兼容問(wèn)題如何處理？
日期：2024-10-19 08:03
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摘要：什么是電磁兼容性？
電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值, 即(EMI)電磁干擾；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即(EMS)電磁抗擾度。即：
如何有效提升電路板的電磁兼容性？
一、采用正確的布線策略
采用平等走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，...
什么是電磁兼容性？
電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值, 即(EMI)電磁干擾；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即(EMS)電磁抗擾度。即：
如何有效提升電路板的電磁兼容性？
一、采用正確的布線策略
采用平等走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，*好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，具體做法是印制電路板的一面橫向布線，另一面縱向布線，如下實(shí)例：
二、選擇的導(dǎo)線寬度需要合理
由于瞬時(shí)電流在印制線條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要由印制導(dǎo)線的電感成分造成的，因此需要盡量減小印制導(dǎo)線的電感量。印制導(dǎo)線的電感量與其長(zhǎng)度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線對(duì)抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線、行驅(qū)動(dòng)器或總線驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線常常載有大的瞬變電流，印制導(dǎo)線要盡可能地短。常見(jiàn)分立元件電路，印制導(dǎo)線寬度在1.5mm左右時(shí)，即可滿(mǎn)足；對(duì)于集成電路，印制導(dǎo)線寬度可在0.2～1.0mm之間。
三、避免過(guò)長(zhǎng)的平等走線
為了抑制印制電路板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)該盡量避免過(guò)長(zhǎng)的平行走線，盡可能拉開(kāi)線與線之間的距離，信號(hào)線與地線及電源線也是盡可能不交叉。在一些對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線之間設(shè)置一根接地的印制線，也是可以有效地抑制串?dāng)_，如下所示：
四、抑制反射干擾
為了抑制出現(xiàn)在印制線條終端的反射干擾，應(yīng)盡可能縮短印制線的長(zhǎng)度，采用慢速電路，必要時(shí)可加終端匹配電阻。
五、優(yōu)化布線設(shè)計(jì)避免高頻信號(hào)通過(guò)印制導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射
為了避免高頻信號(hào)通過(guò)印制導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射，在印制電路板布線的時(shí)候，還需要注意以下幾點(diǎn)：
（1）盡量減少印制導(dǎo)線的不連續(xù)性，例如導(dǎo)線的拐角應(yīng)大于90度禁止環(huán)狀走線等。
（2）時(shí)鐘信號(hào)引線*容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線時(shí)應(yīng)與地線回路相靠近，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨著連接器。
（3）總線驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨其驅(qū)動(dòng)的總線。對(duì)于那些離開(kāi)印制電路板的引線，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊緊挨著連接器。
（4）數(shù)據(jù)總線的布線應(yīng)每?jī)筛盘?hào)線之間夾一根信號(hào)地線。*好是緊緊挨著*不重要的地址引線放置地回路，因?yàn)楹笳叱］d有高頻電流。
六、采用差分信號(hào)線布線策略
布線非?？拷牟罘中盘?hào)對(duì)相互之間也會(huì)互相緊密耦合，這種互相之間的耦合會(huì)減小EMI發(fā)射，通常差分信號(hào)也是高速信號(hào)，所以高速設(shè)計(jì)規(guī)則通常也都適用于差分信號(hào)的布線，特別是設(shè)計(jì)信號(hào)線的時(shí)候更是如此。如下所示：（√為合理的方式，×為不合理的方式）
總結(jié)
對(duì)于EMC整改可以從以下三方面入手屏蔽，濾波，接地。對(duì)于波形信號(hào)沿的考慮上，EMC設(shè)計(jì)希望減緩信號(hào)的上升邊沿和下降邊沿，即信號(hào)邊沿越緩，輻射越小。
● 屏蔽隔離設(shè)計(jì)：屏蔽主要用于切斷輻射干擾；隔離主要用于切斷傳導(dǎo)干擾；
● 濾波設(shè)計(jì)：濾波的目的就是消除導(dǎo)線上的干擾信號(hào)，防止電路中的干擾信號(hào)傳導(dǎo)到導(dǎo)線上，同時(shí)也防止導(dǎo)線接收到的干擾信號(hào)傳入電路中。例如共模電感就是一種用于濾除共模干擾信號(hào)的EMC濾波設(shè)計(jì)方法之一；
● 地線設(shè)計(jì)：保持參考地平面的連續(xù)非常重要，并盡可能減少地線的阻抗，避免出現(xiàn)公共地線阻抗等。
電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值, 即(EMI)電磁干擾；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即(EMS)電磁抗擾度。即：
如何有效提升電路板的電磁兼容性？
一、采用正確的布線策略
采用平等走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，*好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，具體做法是印制電路板的一面橫向布線，另一面縱向布線，如下實(shí)例：
二、選擇的導(dǎo)線寬度需要合理
由于瞬時(shí)電流在印制線條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要由印制導(dǎo)線的電感成分造成的，因此需要盡量減小印制導(dǎo)線的電感量。印制導(dǎo)線的電感量與其長(zhǎng)度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線對(duì)抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線、行驅(qū)動(dòng)器或總線驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線常常載有大的瞬變電流，印制導(dǎo)線要盡可能地短。常見(jiàn)分立元件電路，印制導(dǎo)線寬度在1.5mm左右時(shí)，即可滿(mǎn)足；對(duì)于集成電路，印制導(dǎo)線寬度可在0.2～1.0mm之間。
三、避免過(guò)長(zhǎng)的平等走線
為了抑制印制電路板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)該盡量避免過(guò)長(zhǎng)的平行走線，盡可能拉開(kāi)線與線之間的距離，信號(hào)線與地線及電源線也是盡可能不交叉。在一些對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線之間設(shè)置一根接地的印制線，也是可以有效地抑制串?dāng)_，如下所示：
四、抑制反射干擾
為了抑制出現(xiàn)在印制線條終端的反射干擾，應(yīng)盡可能縮短印制線的長(zhǎng)度，采用慢速電路，必要時(shí)可加終端匹配電阻。
五、優(yōu)化布線設(shè)計(jì)避免高頻信號(hào)通過(guò)印制導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射
為了避免高頻信號(hào)通過(guò)印制導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射，在印制電路板布線的時(shí)候，還需要注意以下幾點(diǎn)：
（1）盡量減少印制導(dǎo)線的不連續(xù)性，例如導(dǎo)線的拐角應(yīng)大于90度禁止環(huán)狀走線等。
（2）時(shí)鐘信號(hào)引線*容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線時(shí)應(yīng)與地線回路相靠近，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨著連接器。
（3）總線驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨其驅(qū)動(dòng)的總線。對(duì)于那些離開(kāi)印制電路板的引線，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊緊挨著連接器。
（4）數(shù)據(jù)總線的布線應(yīng)每?jī)筛盘?hào)線之間夾一根信號(hào)地線。*好是緊緊挨著*不重要的地址引線放置地回路，因?yàn)楹笳叱］d有高頻電流。
六、采用差分信號(hào)線布線策略
布線非?？拷牟罘中盘?hào)對(duì)相互之間也會(huì)互相緊密耦合，這種互相之間的耦合會(huì)減小EMI發(fā)射，通常差分信號(hào)也是高速信號(hào)，所以高速設(shè)計(jì)規(guī)則通常也都適用于差分信號(hào)的布線，特別是設(shè)計(jì)信號(hào)線的時(shí)候更是如此。如下所示：（√為合理的方式，×為不合理的方式）
總結(jié)
對(duì)于EMC整改可以從以下三方面入手屏蔽，濾波，接地。對(duì)于波形信號(hào)沿的考慮上，EMC設(shè)計(jì)希望減緩信號(hào)的上升邊沿和下降邊沿，即信號(hào)邊沿越緩，輻射越小。
● 屏蔽隔離設(shè)計(jì)：屏蔽主要用于切斷輻射干擾；隔離主要用于切斷傳導(dǎo)干擾；
● 濾波設(shè)計(jì)：濾波的目的就是消除導(dǎo)線上的干擾信號(hào)，防止電路中的干擾信號(hào)傳導(dǎo)到導(dǎo)線上，同時(shí)也防止導(dǎo)線接收到的干擾信號(hào)傳入電路中。例如共模電感就是一種用于濾除共模干擾信號(hào)的EMC濾波設(shè)計(jì)方法之一；
● 地線設(shè)計(jì)：保持參考地平面的連續(xù)非常重要，并盡可能減少地線的阻抗，避免出現(xiàn)公共地線阻抗等。
