摘要：电磁兼容是衡量电子产品的一项首要目标，其间产品中PCB的布线、元件的布局等既是搅扰源又是被搅扰时象。怎么削减消弱这些电磁搅扰，是进步产品电磁兼容的要害。文章从PCB板的规划、PCB元件布局、布线等方面进行规划，以到达进步电子产品抗电磁搅扰的才能。
跟着电气年代的开展，人类生活环境中各种电磁波源越来越多，例如无线电广播、电视、微波通讯;家庭用的电器;输电线路的工频电磁场;高频电磁场等。当这些电磁场的场强超越必定极限、作用时刻满足长时，就或许危及人体健康;一起还会搅扰其他电子设备和通讯。对此，都需求进行防护。对电子产品开发，出产、运用进程中常常提出电磁搅扰、屏蔽等概念。电子产品正常运转时其中心是电路板及其装置在上面的元器材、零部件等之间的一个和谐作业进程。要进步电子产品的功用目标削减电磁搅扰的影响是非常重要的。
1 PCB板规划
印制线路板(PCB)是电子产品中电路元件和器材的支撑件，它供给电路元件和器材之间的电气衔接，它是各种电子设备最基本的组成部分，PCB的功用直接关系到电子设备质量、功用的好坏。跟着集成电路、SMT技能、微拼装技能的开展，高密度、多功用的电子产品越来越多，致使PCB上导线布设杂乱、零件、元件繁复、装置密布，必定使它们之间的搅扰越来越严峻，所以，按捺电磁搅扰问题也就成为一个电子体系能否正常作业的要害。相同，跟着电于技能的开展，PCB的密度越来越高，PCB规划的好坏对电路的搅扰及抗搅扰才能影响很大。要使电子电路取得最佳功用，除了元器材的挑选和电路规划之外，杰出的PCB的规划在电磁兼容性中也是一个非常重要的要素。
1.1 合理PCB板层规划
依据电路的杂乱程度，合理挑选PCB的板层数理能有用下降电磁搅扰，大幅度下降PCB体积和电流回路及分支走线的长度，大幅度下降信号间的穿插搅扰。试验标明，同种资料时，四层板比双层板的噪声低20dB，可是，板层数越高，制造工艺越杂乱，制造本钱越高。在多层板布线中，相邻层之间最好选用“井”字形网状布线结构，即相邻层各自走线的方向彼此笔直。例如，印制板的上面面横向布线，下一面纵向布线，再用过孔相连。
1.2 合理PCB尺度规划
PCB板尺度过大时，将会导致印制导线添加，阻抗添加，抗噪声才能下降，设备体积增大本钱也相应添加。假如尺度过小，则散热欠好，且附近线条易受搅扰。总的来说，在机械层(Mechanical Layer)确认物理边框即PCB的外形尺度，制止布线层(Keepout Layer)确认布局和布线的有用区。一般依据电路的功用单元的多少，对电路的悉数元器材进行整体，最终确认PCB板的最佳形状和尺度。一般选用矩形，长宽比为3：2。电路板面尺度大于150 mmx200 mm时应考虑电路板的机械强度。
2 PCB的安置
在PCB规划中，产品规划师往往只重视进步密度，减小占用空间，制造简略，或寻求漂亮，布局均匀，忽视了线路布局对电磁兼容性的影响，使很多的信号辐射到空间构成彼此搅扰。一个低劣的PCB布线能导致更多的电磁兼容问题，而不是消除这些问题。
电子设备中数字电路、模仿电路以及电源电路的元件布局和布线其特色各不相同，它们产生的搅扰以及按捺搅扰的方法不相同。高频、低频电路因为频率不同，其搅扰以及按捺搅扰的方法也不相同。所以在元件布局时，应该将数字电路、模仿电路以及电源电路别离放置，将高频电路与低频电路分隔。有条件的应使之各自阻隔或独自做成一块电路板。布局中还应特别留意强、弱信号的器材散布及信号传输方向途径等问题。
2.1 PCB的元件安置
PCB元器材的安置方面与其它逻辑电路相同，应把彼此有关的器材尽量放得接近些，这样可以取得较好的抗噪声作用。元件在印刷线路板上摆放的方位要充分考虑抗电磁搅扰问题。准则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上，要把模仿信号部分，高速数字电路部分，噪声源部分(如继电器，大电流开关等)这3部分合理地分隔，使彼此间的信号耦合为最小。
时钟产生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要彼此接近些。易产生噪声的器材、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。如有或许，应另做电路板，这一点十分重要。
PCB元器材通用布局要求：电路元件和信号通路的布局有必要最大极限地削减无用信号的彼此耦合。
1)低电平信号通道不能接近高电平信号通道和无滤波的电源线，包含能产生瞬态进程的电路。
2)将低电平的模仿电路和数字电路分隔，防止模仿电路、数字电路和电源公共回路产生公共阻抗耦合。
3)高、中、低速逻辑电路在PCB上要用不同区域。
4)组织电路时要使得信号线长度最小。
5)确保相邻板之间、同一板相邻层面之间、同一层面相邻布线之间不能有过长的平行信号线。
6)电磁搅扰(EMI)滤波器要尽或许接近电磁搅扰源，并放在同一块线路板上。
7)DC/DC变换器、开关元件和整流器应尽或许接近变压器放置，以使其导线长度最小。
8)尽或许接近整流二极管放置调压元件和滤波电容器。
9)印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件之间的间隔要再远一些。
10)对噪声灵敏的布线不要与大电流，高速开关线平行。
11)元件布局还要特别留意散热问题，关于大功率电路，应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边涣散布局放置，便于热量发出，不要会集在一个当地，也不要高电容太近防止使电解液过早老化。
2.2 PCB的布线
一个PCB的构成是在笔直叠层上运用了一系列的层压、走线和预浸处理的多层结构。在多层PCB中，为了便利调试，会把信号线布在最外层。
在高频状况下，印刷线路板上的走线、过孔、电阻、电容、接插件的散布电感与散布电容等不行疏忽。电阻会产生对高频信号的反射和吸收。走线的散布电容也会起作用。当走线长度大于噪声频率相应波长的1/20时，就产生天线效应，噪声经过走线向外发射。
印刷线路板的导线衔接大多经过过孔完结。一个过孔可带来约0.5 pF的散布电容，削减过孔数能明显进步速度。
一个集成电路自身的封装资料引进2～6 pF电容。一个线路板上的接插件，有520 nH的散布电感。一个双列直插的24引脚集成电路插座，引进4～18 nH的散布电感。
防止PCB布线散布参数影响而应该遵从的一般要求：
1)增大走线的间隔以削减电容耦合的串扰。
2)双面板布线时，两面的导线宜彼此笔直、斜交、或曲折走线，防止彼此平行，以减小寄生耦合;作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避兔相邻平行，防止产生回授，在这些导线之间最好加接地线。
3)将灵敏的高频线布在远离高噪声电源线的当地以削减彼此之间的耦合;高频数字电路走线细一些、短一些。
4)加宽电源线和地线以削减电源线和地线的阻抗。
5)尽量运用45°折线而不必90°折线布线以减小高频信号对外的发射和耦合。
6)地址线或许数据线，走线长度差异不要太大，不然短线部分要人为走弯线作补偿。
7)大电流信号、高电压信号与小信号之间应该留意阻隔(阻隔间隔与要接受的耐压有关，一般状况下在2 kV时板上要间隔2 mm，在此之上以份额算还要加大，例如若要接受3 kV的耐压测验，则高低压线路之间的间隔应在3.5 mm以上，许多状况下为防止爬电，还在印制线路板上的高低压之间开槽)。
3 PCB中的电路规划
在规划电子线路时，比较多考虑的是产品的实践功用，而不会太多考虑产品的电磁兼容特性和电磁搅扰的按捺及电磁抗搅扰特性。在运用电路原理图进行PCB的排版时为到达电磁兼容的意图，有必要采纳必要的方法，即在其电路原理图的基础上添加必要的附加电路，以进步其产品的电磁兼容性能。实践PCB规划中可选用以下电路方法：
1)可用在PCB走线上串接一个电阻的方法，下降操控信号线上下沿跳变速率。
2)尽量为继电器等供给某种方式的阻尼(高频电容、反向二极管等)。
3)对进入印制板的信号要加滤波，从高噪声区到低噪声区的信号也要加滤波，一起用串终端电阻的方法，减小信号反射。
4)MCU无用端要经过相应的匹配电阻接电源或接地，或界说成输出端。集成电路上该接电源、地的端都要接，不要悬空。
5)闲置不必的门电路输入端不要悬空，而是经过相应的匹配电阻接电源或接地。闲置不必的运放正输入端接地，负输入端接输出端。
6)为每个集成电路设一个高频去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。
7)用大容量的钽电容或聚酯电容而不必电解电容作电路板上的充放电储能电容。运用管状电容时，外壳要接地。
4 定论
跟着科技的日益开展，各种电子设备的小型化、智能化，已成为干流趋势。一起，电子产品或设备运转的环境也会越来越杂乱，抗搅扰技能和电磁兼容技能也要求不断开展和成熟。
