電路PCB的地平面設計對EMI的影響

一前言

在電路PCB設計中，地平面設計是一個重要的組成部分，PCB地平面的設計不僅關乎到電子產品的工作性能，而且對于EMC方面的影響也是息息相關。反過來說在EMC設計的過程中，對于電路PCB的地平面設計應該格外注重。

二接地設計應注意的點

1.多點接地和單點接地應該正確選擇

高頻電路由于寄生電感的存在，所以高頻電路中建議使用多點接地。而低頻電路寄生電感基本可以忽略，所以可以使用單點接地的設計方法。 一般來說1MHz以下可以使用單點接地，10MHz以上使用多點接地。

2.數字地和模擬地分開

一般來說，在高頻電路中數字地和模擬地建議分區拉開一定距離，地平面不分割。如果模數地干擾太大需要分地時，要注意有布線的地方盡量不要跨越地分割位置，這樣信號回流要跨越不同的地層，導致干擾加大。

不合理的地分割示意圖（1）

合理的地分割示意圖（2）

3.接地時應該盡可能加粗地線

這樣可以使得地線的阻抗盡量的低，避免噪聲回流受阻，造成更加嚴重的噪聲干擾。

三整改案例

接下來帶來一個實際的整改案例分享，該整改產品為一款車載的流媒體后視鏡，下面為該產品的前期摸底數據：

前期摸底電流法數據圖（3）

分析：可以看出測試的數據在2MHz-20MHz左右有開關頻率的造成的噪聲，通過噪聲單支的間隔可以確定噪聲的來源為背光電源的開關頻率噪聲。

電源線繞磁環數據圖（4）

措施：在給該背光開關電源的整改的過程中，不管是加濾波措施，電源屏蔽，還是給外拉線束繞磁環對該頻段的開關噪聲都沒有明顯的作用，在這種情況下就會很干擾整改的判斷。

分析：最終發現背光電源的地是完全和驅動的地完全隔開的，他們中間只通過一個高頻的共模電感連接，使得兩個地之間的阻抗為一個高阻的狀態，很多耦合的開關噪聲無法順利回流回電源芯片。

產品電源部分分地圖（5）

措施：如上圖所示，把電源地和主控的地通過多點連接到一起后在測試，測試數據如下：

接地后測試數據圖（6）

通過上述措施后可以看出2MHz-20MHz左右開關頻率噪聲就是地隔離而引起的，通過地連接提供了回流路徑，噪聲的強度明顯下降。

四總結

PCB電路設計過程中地隔離往往會涉及到很多方面的因素，這些往往會引起一些難以判斷的EMC問題，所以不是在迫不得已的情況下，不建議地隔離。通過這次的分享，希望能給大家能從中得到收益，在產品的前期的設計過程中盡量去規避掉可能存在的地隔離問題，產品的EMC問題自然會有極大的減少。

審核編輯：劉清