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電路板的電磁兼容問題如何處理？
日期：2025-04-28 22:55
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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)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值, 即(EMI)電磁干擾；另一方面是指器具對所在環(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)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值, 即(EMI)電磁干擾；另一方面是指器具對所在環(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，如下實例：
二、選擇的導(dǎo)線寬度需要合理
由于瞬時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)線的電感量與其長度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、行驅(qū)動器或總線驅(qū)動器的信號線常常載有大的瞬變電流，印制導(dǎo)線要盡可能地短。常見分立元件電路，印制導(dǎo)線寬度在1.5mm左右時，即可滿足；對于集成電路，印制導(dǎo)線寬度可在0.2～1.0mm之間。
三、避免過長的平等走線
為了抑制印制電路板導(dǎo)線之間的串擾，在設(shè)計布線時應(yīng)該盡量避免過長的平行走線，盡可能拉開線與線之間的距離，信號線與地線及電源線也是盡可能不交叉。在一些對干擾十分敏感的信號線之間設(shè)置一根接地的印制線，也是可以有效地抑制串擾，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度，采用慢速電路，必要時可加終端匹配電阻。
五、優(yōu)化布線設(shè)計避免高頻信號通過印制導(dǎo)線時產(chǎn)生的電磁輻射
為了避免高頻信號通過印制導(dǎo)線時產(chǎn)生的電磁輻射，在印制電路板布線的時候，還需要注意以下幾點：
（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）時鐘信號引線*容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線時應(yīng)與地線回路相靠近，驅(qū)動器應(yīng)緊挨著連接器。
（3）總線驅(qū)動器應(yīng)緊挨其驅(qū)動的總線。對于那些離開印制電路板的引線，驅(qū)動器應(yīng)緊緊挨著連接器。
（4）數(shù)據(jù)總線的布線應(yīng)每兩根信號線之間夾一根信號地線。*好是緊緊挨著*不重要的地址引線放置地回路，因為后者常載有高頻電流。
六、采用差分信號線布線策略
布線非?？拷牟罘中盘枌ο嗷ブg也會互相緊密耦合，這種互相之間的耦合會減小EMI發(fā)射，通常差分信號也是高速信號，所以高速設(shè)計規(guī)則通常也都適用于差分信號的布線，特別是設(shè)計信號線的時候更是如此。如下所示：（√為合理的方式，×為不合理的方式）
總結(jié)
對于EMC整改可以從以下三方面入手屏蔽，濾波，接地。對于波形信號沿的考慮上，EMC設(shè)計希望減緩信號的上升邊沿和下降邊沿，即信號邊沿越緩，輻射越小。
● 屏蔽隔離設(shè)計：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：濾波的目的就是消除導(dǎo)線上的干擾信號，防止電路中的干擾信號傳導(dǎo)到導(dǎo)線上，同時也防止導(dǎo)線接收到的干擾信號傳入電路中。例如共模電感就是一種用于濾除共模干擾信號的EMC濾波設(shè)計方法之一；
● 地線設(shè)計：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)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值, 即(EMI)電磁干擾；另一方面是指器具對所在環(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，如下實例：
二、選擇的導(dǎo)線寬度需要合理
由于瞬時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)線的電感量與其長度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、行驅(qū)動器或總線驅(qū)動器的信號線常常載有大的瞬變電流，印制導(dǎo)線要盡可能地短。常見分立元件電路，印制導(dǎo)線寬度在1.5mm左右時，即可滿足；對于集成電路，印制導(dǎo)線寬度可在0.2～1.0mm之間。
三、避免過長的平等走線
為了抑制印制電路板導(dǎo)線之間的串擾，在設(shè)計布線時應(yīng)該盡量避免過長的平行走線，盡可能拉開線與線之間的距離，信號線與地線及電源線也是盡可能不交叉。在一些對干擾十分敏感的信號線之間設(shè)置一根接地的印制線，也是可以有效地抑制串擾，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度，采用慢速電路，必要時可加終端匹配電阻。
五、優(yōu)化布線設(shè)計避免高頻信號通過印制導(dǎo)線時產(chǎn)生的電磁輻射
為了避免高頻信號通過印制導(dǎo)線時產(chǎn)生的電磁輻射，在印制電路板布線的時候，還需要注意以下幾點：
（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）時鐘信號引線*容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線時應(yīng)與地線回路相靠近，驅(qū)動器應(yīng)緊挨著連接器。
（3）總線驅(qū)動器應(yīng)緊挨其驅(qū)動的總線。對于那些離開印制電路板的引線，驅(qū)動器應(yīng)緊緊挨著連接器。
（4）數(shù)據(jù)總線的布線應(yīng)每兩根信號線之間夾一根信號地線。*好是緊緊挨著*不重要的地址引線放置地回路，因為后者常載有高頻電流。
六、采用差分信號線布線策略
布線非?？拷牟罘中盘枌ο嗷ブg也會互相緊密耦合，這種互相之間的耦合會減小EMI發(fā)射，通常差分信號也是高速信號，所以高速設(shè)計規(guī)則通常也都適用于差分信號的布線，特別是設(shè)計信號線的時候更是如此。如下所示：（√為合理的方式，×為不合理的方式）
總結(jié)
對于EMC整改可以從以下三方面入手屏蔽，濾波，接地。對于波形信號沿的考慮上，EMC設(shè)計希望減緩信號的上升邊沿和下降邊沿，即信號邊沿越緩，輻射越小。
● 屏蔽隔離設(shè)計：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：濾波的目的就是消除導(dǎo)線上的干擾信號，防止電路中的干擾信號傳導(dǎo)到導(dǎo)線上，同時也防止導(dǎo)線接收到的干擾信號傳入電路中。例如共模電感就是一種用于濾除共模干擾信號的EMC濾波設(shè)計方法之一；
● 地線設(shè)計：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。
