PCB中出現電磁干擾的原因以及解決方法

印制電路板是電子設備中最重要的組成部分。隨著電子技術的普及和集成電路技術的發展，各種電磁干擾問題紛紛出現，由于電磁干擾造成的經濟損失也在增加。因此，電磁兼容越來越重要。本文旨在分析PCB中出現電磁干擾的原因，并對探討其規避辦法。

PCB中的電磁干擾

PCB干擾主要分為兩種。一種來自PCB內部，它主要是因為受鄰近電路之間的寄生耦合及內部組件的場耦合的影響，信號沿著傳輸路徑有串擾。例如PCB上的電容器，特別是那些在高頻場合下使用的電容器。我們可以把它看作一個LCＲ電路，因為電容實際在電路中工作時，一般都會產生等效電感和阻抗，電容都有自諧振頻率，在自諧振頻率下，電容器呈現容性。在高于自諧振頻率時，電容呈現感性，阻抗隨著頻率的增高而增大。

另一種電磁干擾來自PCB的外部，它又分為輻射干擾和敏感元兩種問題。輻射主要來于時鐘和其他周期信號的諧波源，還有一些電子設備或者儀器中由于有電壓和電源的跳變，產生二次諧波。

規避PCB電磁干擾，主要從以下幾點著手：

1、合理設計原理圖

在設計一個電路板時，首先要進行的是原理圖的設計。設計原理圖一般使用Altium Designer軟件進行操作，所用器件均可以原理圖庫中進行篩選，若原理圖庫中沒有所要選擇的器件，可以自行繪制。繪制好原理圖之后需要進行自動檢測，檢查繪制過程中是否有明顯的錯誤。

在原理圖繪制完成后，可以進行印制電路板的設計。自動布線的結果總是差強人意，需要人手工進行布局和布線。而在設計印制電路板時，電磁兼容問題成為一個考慮的重要技術要求。合理的布置印制電路板中元器件和線路的布局，能夠有效的減少電磁干擾問題。

2、選擇其等效電感和電阻比較小的電容

串擾的問題也是應該引起重視的，串擾就是能量從一根線耦合到另一根線上。由法拉第電磁感應現象可知，當一根導線通過電流時，在導線的周圍便會產生磁場。不同導線的磁場相互作用就會產生串擾?；ジ惺钱a生串擾的機制之一，它的大小和導線中的電流成正比關系。

3、將周期信號限制在一個盡量小的區域

互容是產生串擾的另外一個機制，它就是兩個電極通過電場耦合而產生的。解決的方法是將周期信號限制在一個盡量小的區域內并阻隔與外界寄生耦合的途徑，必要的時候可以采用濾波器進行濾波; 外部敏感主要是無線頻率干擾和靜電放電等，解決這一問題可以使用屏蔽、良好接地及濾波的方法。

4、設計印制電路板時的抗干擾方法

1） PCB板材料的選擇。印制電路板有單面、雙面和多層板之分。最常用環氧樹脂玻璃布作為基板，這種材料具有以下幾個優點： 膨脹性好，有利于減小環路面積，減小差模干擾，吸水性低，耐熱，抗化學腐蝕，抗沖擊性能好。

2） PCB的布線。布線時要遵循通量最小原理，通量最小原理是指傳輸線和返回路徑產生的磁力線相互抵消，實現電通量對消。單面板無地平面，其走線要點是減小電源回路與信號回路的回路面積。使用接地保護走線。拉出地線緊貼電源線或信號線一起走線，減小環路面積。高速信號走線時應為直線或鈍角，不應該出現銳角和直角。

3） PCB的布局。一般情況下，PCB設計軟件都有自動布局的功能，但是這 個功能并不能滿足實際工作的需要，因此需要設計者熟悉布局的規則。布局時應該將數字電路部分和模擬電路部分分開，中間留有一部分空間隔開。布局時應根據速率高、中、低速、I/O電路分區，以減少高速電路對其它部分的干擾。

結論

印制電路板的設計是一個復雜的過程，設計時需要考慮的因素很多，稍不注意就會對電路板的性能產生很大的影響。而在設計過程中，如果沒有充分考慮到電磁兼容問題，那么設計出來的電路板很可能無法正常投入使用。所以在設計時應該充分的考慮到走線、布局、接地、屏蔽等問題，防止信號之間發生串擾。
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