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電路板的電磁兼容問題如何處理？
日期：2025-05-01 02:19
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摘要：什么是電磁兼容性？
電磁兼容性（EMC）是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產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：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產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線電感，但導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)境中的任何設備產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：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產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線電感，但導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)狀布線結構，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、選擇的導線寬度需要合理
由于瞬時電流在印制線條上所產生的沖擊干擾主要由印制導線的電感成分造成的，因此需要盡量減小印制導線的電感量。印制導線的電感量與其長度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、行驅動器或總線驅動器的信號線常常載有大的瞬變電流，印制導線要盡可能地短。常見分立元件電路，印制導線寬度在1.5mm左右時，即可滿足；對于集成電路，印制導線寬度可在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線之間的串擾，在設計布線時應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)化布線設計避免高頻信號通過印制導線時產生的電磁輻射
為了避免高頻信號通過印制導線時產生的電磁輻射，在印制電路板布線的時候，還需要注意以下幾點：
（1）盡量減少印制導線的不連續(xù)性，例如導線的拐角應大于90度禁止環(huán)狀走線等。
（2）時鐘信號引線*容易產生電磁輻射干擾，走線時應與地線回路相靠近，驅動器應緊挨著連接器。
（3）總線驅動器應緊挨其驅動的總線。對于那些離開印制電路板的引線，驅動器應緊緊挨著連接器。
（4）數(shù)據(jù)總線的布線應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
布線非常靠近的差分信號對相互之間也會互相緊密耦合，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，所以高速設計規(guī)則通常也都適用于差分信號的布線，特別是設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
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。
● 屏蔽隔離設計：屏蔽主要用于切斷輻射干擾；隔離主要用于切斷傳導干擾；
● 濾波設計：濾波的目的就是消除導線上的干擾信號，防止電路中的干擾信號傳導到導線上，同時也防止導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濾波設計方法之一；
● 地線設計：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)境中的任何設備產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：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產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線電感，但導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)狀布線結構，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、選擇的導線寬度需要合理
由于瞬時電流在印制線條上所產生的沖擊干擾主要由印制導線的電感成分造成的，因此需要盡量減小印制導線的電感量。印制導線的電感量與其長度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、行驅動器或總線驅動器的信號線常常載有大的瞬變電流，印制導線要盡可能地短。常見分立元件電路，印制導線寬度在1.5mm左右時，即可滿足；對于集成電路，印制導線寬度可在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線之間的串擾，在設計布線時應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)化布線設計避免高頻信號通過印制導線時產生的電磁輻射
為了避免高頻信號通過印制導線時產生的電磁輻射，在印制電路板布線的時候，還需要注意以下幾點：
（1）盡量減少印制導線的不連續(xù)性，例如導線的拐角應大于90度禁止環(huán)狀走線等。
（2）時鐘信號引線*容易產生電磁輻射干擾，走線時應與地線回路相靠近，驅動器應緊挨著連接器。
（3）總線驅動器應緊挨其驅動的總線。對于那些離開印制電路板的引線，驅動器應緊緊挨著連接器。
（4）數(shù)據(jù)總線的布線應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
布線非常靠近的差分信號對相互之間也會互相緊密耦合，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，所以高速設計規(guī)則通常也都適用于差分信號的布線，特別是設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
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。
● 屏蔽隔離設計：屏蔽主要用于切斷輻射干擾；隔離主要用于切斷傳導干擾；
● 濾波設計：濾波的目的就是消除導線上的干擾信號，防止電路中的干擾信號傳導到導線上，同時也防止導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濾波設計方法之一；
● 地線設計：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。
