怎樣降低PCB的EMI

優秀PCB設計練習降低PCB的EMI

有許多方法可以降低PCB設計的EMI

基本原理：

電源和地平面提供屏蔽

頂層和底層的地平面至少可以把多層板設計中的輻射降低10dB

PCB中器件的擺放-將模擬系統和數字系統離得盡可能遠

使用合適的去耦電容可以降低電源/地平面的噪聲， 并由此來消弱來自這些平面的EMI

保持信號走線遠離PCB的邊緣

避免在PCB走線中使用直角

PCB走線會由于反射在基頻和數倍諧波內引起諧振

在PCB設計獲得最好的性能

隨著放大器與轉換器的提升，在PCB設計中獲得所需要的性能是一種挑戰

在設計之前進行布線指導和設計要點的培訓會節取很多調試的時間

混合信號的布線技術

小信號的布線技術

數字電流通過模擬回路的返回路徑會導致錯誤的電壓

混合信號IC（較低的數字電流）的的接地：多板設計

星形接地-分離的模擬和數字地平面

地平面的特征

在同一塊板子上，無線數字信號經常會有較高的數字邏輯，例如高增益的RF電路

屏蔽和接地對于接收端的設計是非常有效的

輻射在源端就應該被屏蔽掉

地平面電流應該回到源端

電源電流會通過最小電阻和電感路徑回到源端

至少有一層完整的地平面

一個完整的PCB層是一個連續的地導體

提供最小的電阻和電感，但它不并不能解決所有的地平面問題

地平面的割裂會提高或者降低回路的性能-這里沒有通用的規則

消除可能的接地回路

布線中特別需要關心的是數字返回電流不要通過板子中的模擬區域

怎樣充分利用你的地平面

提供盡可能多的地平面

尤其是在高頻走線的下面

盡可能使用較厚的金屬板

降低電阻并提高散熱

幫助降低由趨膚效應引起的損耗

安裝上升時間較快或高頻的器件時應盡可能的貼近板子

盡量不要使用加鉛的器件

盡量找出對于地平面來說是最危險的器件以降低壓降

將模擬電路圈禁在一個區域內，然后將數字電路放在另外一個區域內

避免將數字回路與模擬回路離得較近，這樣有助于避免數字噪聲耦合到模擬線上

完整地平面接地舉例

高速轉換器PCB板的單個

GND層

頂層與底層的空地方用

GND覆蓋，不要變成無連接的孤立銅區

盡可能的利用via連接2個或多個GND層，但不要將平面切碎

例子

頂層是完整的地平面

底層有一條走線通過RF連

接器邊到負載

返回電流從負載流回接收端， 位于走線的正上方

分割地平面舉例

接地回路由兩個分割開的地平面引入

例如一個數字線路以1v/ns開關，10pf的負載將會產生10mA的瞬態電流

如果6條線路同時開關，回路上將會有160mA的開關電流

接地-DC電流 VS AC電流

單一地平面和分割地平面

對于高速轉換器布線（>10Mhz）

使用單點GND層，沒有AGND與

DGND的區別

分開的AGND和DGND連接到同一點一般只在低速設計中使用

（低于1Mhz)

一些分割線能夠切開不同的區域， 但連接關系線必須寬于于器件(>10mmwidth)，并且不能有別的信號線跨越他

如果要考慮所有的頻率范圍（比如從DC至50Mhz),那地平面的設計就需要就實際情況來研究

例子

在一個破裂的地平面上，返回電流總是順著最小阻抗路徑返回

在DC，電流順著最小電阻路徑返回，隨著頻率的升高，電流順著最小電感路徑返回

因為會有回路電感的存在，可能會引起EMI/RFI的問題

優秀的器件擺放與切割線

將模擬區域，混合信號區域和數字區域分割開

輸入與輸出沒有交叉

時鐘區域是一個單獨的區域

供電電源是一個單獨的區域，尤其是DC-DC區域

DC-DC在一個角落，最好在另外一塊PCB板上

DC-DC必須使用分割線

大電容最好放置在角落，或靠近PCB的邊緣

供電系統的優先規則

一個Card-entry的濾波器對于模擬系統中的中低頻段噪聲濾除是非常有好處的。

高性能的模擬電源系統使用線性調節器，其優先級如下：

AC linepower

Battery powersystems

DC-DC power conversionsystems

記住電解電容器阻抗隨頻率變化而變化

DC-DC 電源濾波

開關調節器應該盡量避免，如果不行…

控制噪聲

提高布線和鋪地的質量

考慮EMI

不建議DC-DC供電系統和模擬供電系統一樣，至少要增加LDO

DC-DC供電可以和數字供電的ADC或 MCV(ADuC702x)一樣

DC-DC應該遠離ADC（OrADuc702x)

C-L-C婆婆器應靠近DC-DC

每個Powerpin附近需要一個0.1uf的電容

在電源平面鋪一個較大的3.3v平面有很大幫助