印刷電路板（俗稱PCB）shidianzichanpinzhongdianluyuanjiandezaiti
，tigonggedianluyuanjianzhijiandedianqilianjie，shigezhongdianzishebeizuijibendezuchengbufen
，tadexingnengzhijieguanxidaodianzishebeizhiliangdehaohuai。suizhexinxihuashehuidefazhanhedianzijishudefazhan
，dianludejichengduyuelaiyuegao
，dianlubandechicunyuelaiyuexiao，dianlubanshangdeyuanjianmiduyuelaiyuegao
，dianzichanpindeyunxingsuduyuelaiyuekuai
，yinciyouqizishenchanshengdedianciganraowentihejianrongxingwentixiandegengjiatuchu，suoyi，ruhejianxiaoPCB板(ban)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)成(cheng)為(wei)當(dang)今(jin)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)熱(re)門(men)話(hua)題(ti)。一(yi)個(ge)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti)是(shi)一(yi)個(ge)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)能(neng)否(fou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)關(guan)鍵(jian)，影(ying)響(xiang)著(zhe)電(dian)路(lu)或(huo)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)及(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)
，為(wei)此(ci)在(zai)進(jin)行(xing)PCB設計時要有效解決電磁幹擾問題。

 

　　在電磁幹擾的原因，總結出在PCB設計時應考慮的減小電磁幹擾的措施與原則。

 

　　1 電路板存在電磁幹擾的原因

 

　　在由開關電源和微處理器構成的高速電子係統中
，電路板的電磁幹擾主要來自於自身存在的射頻幹擾源、元器件、基本回路和差模與共模噪聲。

 

　　1.1 電路板上存在的射頻幹擾源

 

　　在智能的高速電子係統中，電路板上的射頻幹擾源主要來自微處理器係統
、電源供電係統和振蕩器電路。

 

　　1.微處理器係統

 

　　微處理器的射頻（RF）噪聲產生於芯片內部並通過許多不同的可能方式耦合到外部，在所有輸入
、輸出
、電源和地同時存在
，是潛在的噪聲，使到微處理器的每個引腳都可能有問題。而最大的問題是來自微處理器輸入和輸出引腳（I/O）的de噪zao聲sheng。這zhe些xie噪zao聲sheng主zhu要yao產chan生sheng於yu芯xin片pian內nei部bu的de時shi鍾zhong切qie換huan
，通tong過guo輸shu入ru和he輸shu出chu引yin腳jiao連lian接jie到dao內nei部bu和he外wai部bu的de電dian纜lan並bing輻fu射she出chu去qu，主zhu要yao表biao現xian為wei短duan時shi脈mai衝chong波bo形xing幹gan擾rao。

 

　　2.電源供電係統

 

　　電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)包(bao)括(kuo)電(dian)源(yuan)穩(wen)壓(ya)器(qi)及(ji)其(qi)穩(wen)壓(ya)器(qi)和(he)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)端(duan)的(de)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)。這(zhe)些(xie)電(dian)路(lu)是(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)所(suo)有(you)射(she)頻(pin)能(neng)量(liang)的(de)源(yuan)頭(tou)
，為(wei)芯(xin)片(pian)內(nei)的(de)時(shi)序(xu)電(dian)路(lu)提(ti)供(gong)需(xu)要(yao)的(de)切(qie)換(huan)電(dian)流(liu)。

 

　　3.振蕩器電路

 

　　振(zhen)蕩(dang)器(qi)電(dian)路(lu)為(wei)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)快(kuai)速(su)的(de)時(shi)鍾(zhong)信(xin)號(hao)，在(zai)數(shu)字(zi)係(xi)統(tong)中(zhong)
，由(you)於(yu)振(zhen)蕩(dang)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)緩(huan)衝(chong)是(shi)數(shu)字(zi)的(de)
，因(yin)此(ci)在(zai)將(jiang)正(zheng)弦(xian)波(bo)轉(zhuan)化(hua)為(wei)方(fang)波(bo)時(shi)會(hui)在(zai)輸(shu)出(chu)側(ce)產(chan)生(sheng)諧(xie)波(bo)。內(nei)部(bu)運(yun)行(xing)產(chan)生(sheng)的(de)任(ren)何(he)噪(zao)聲(sheng)
，比(bi)如(ru)時(shi)鍾(zhong)緩(huan)衝(chong)，都(dou)會(hui)在(zai)輸(shu)出(chu)端(duan)顯(xian)示(shi)出(chu)來(lai)，並(bing)通(tong)過(guo)元(yuan)件(jian)耦(ou)合(he)傳(chuan)播(bo)。

 

　　1.2 其他的電磁幹擾原因

 

　　1.貼片器件和通孔元器件

 

　　貼片器件（SMD）因為感抗較小和元器件放置較近、在處理射頻能量時比引線芯片更好。通常，通孔元器件的引線電容在約80MHz時都會產生自振蕩（由容性變為感性）。因此高於80MHz的噪聲要受到控製，如果設計中采用通孔元器件就要考慮許多嚴重的問題。

 

　　2.基本回路

 

　　congweichuliqichuansongdaolingyixinpiandemeigebianyuantiaobiandoushiyigedianliumaichong，dianliumaichongliuxiangjieshouxinpian，liuchujieshouxinpiandejiediyinjiao

，ranhoutongguodixianfanhuidaoweichuliqidejiediyinjiao，jiugouchengleyigejibenhuilu。zheyangdehuiluzaidianluzhongdaochucunzai
，renhezaoshengdianyahetadefushudianliujingguozuidizukanglujinghuidaotachanshengdedifang，congerzaochengyingxiang。yigehuilukeyishixinhaoxianhetadefanhuilujing，dianyuanhedizhijiandepanglu
，jingzhenheweichuliqineidequdongqi，huozheshicongdianyuangongyingdedianyawenyaqidaopangludianrongdehuilu。huiludejihemianjiyueda，fushejiuyueqiang，yinci，womenkeyitongguokongzhifanhuilujingdexingzhuanghezukanglaijianqingzaoshengdechuanbo。

 

　　3.差模與共模噪聲

 

　　差cha模mo噪zao聲sheng是shi信xin號hao通tong過guo線xian路lu傳chuan輸shu到dao接jie收shou芯xin片pian，然ran後hou沿yan返fan回hui線xian路lu返fan回hui時shi產chan生sheng的de噪zao聲sheng。兩liang條tiao線xian路lu間jian存cun在zai著zhe差cha分fen電dian壓ya
，這zhe是shi每mei個ge信xin號hao要yao完wan成cheng功gong能neng必bi然ran要yao產chan生sheng的de噪zao聲sheng。這zhe種zhong噪zao聲sheng產chan生sheng的de電dian場chang強qiang度du正zheng比bi於yu頻pin率lv的de平ping方fang、電流的大小和電流環路的麵積，反比於觀測點到噪聲源的距離。因此
，減小差模輻射的方法為：降低電路的工作頻率
、減小信號環路的麵積或減小信號電流的強度。在實際工作中最有效的方法是控製信號環路的麵積。

 

　　共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng)是(shi)電(dian)壓(ya)同(tong)時(shi)沿(yan)信(xin)號(hao)線(xian)和(he)返(fan)回(hui)線(xian)傳(chuan)輸(shu)，兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)沒(mei)有(you)差(cha)分(fen)電(dian)壓(ya)，由(you)信(xin)號(hao)線(xian)和(he)返(fan)回(hui)線(xian)共(gong)有(you)的(de)阻(zu)抗(kang)引(yin)起(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)。共(gong)模(mo)阻(zu)抗(kang)噪(zao)聲(sheng)是(shi)大(da)多(duo)數(shu)基(ji)於(yu)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)的(de)係(xi)統(tong)最(zui)常(chang)見(jian)的(de)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)。這(zhe)種(zhong)噪(zao)聲(sheng)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)正(zheng)比(bi)於(yu)頻(pin)率(lv)的(de)大(da)小(xiao)、電流的大小和電纜的長度，反比於觀測點到噪聲源的距離。減小共模輻射的方法有：降低地線阻抗，縮短線路的長度，使用共模扼流圈。

 

　　2 PCB的設計原則

 

　　由於電路板集成度和信號頻率隨著電子技術的發展越來越高，不可避免的要帶來電磁幹擾，所以在設計PCB時應遵循以下原則，使電路板的電磁幹擾控製在一定的範圍內，達到設計要求和標準，提高電路的整體性能。

 

　　2.1 電路板的選取

 

　　PCB設計的首要任務是要適當地選取電路板的大小，尺寸過大會因元器件之間的連線過長，導致線路的阻抗值增大，抗幹擾能力下降;erchicunguoxiaohuidaozhiyuanqijianbuzhimiji
，buliyusanre，erqielianxianguoxiguomi，rongyiyinqichuanrao。suoyiyinggenjuxitongsuoxuyuanjianqingkuang，xuanzeheshichicundedianluban。

 

　　電路板分為有單麵板、雙麵板和多層板。電路板層數的選取取決於電路要實現的功能、噪聲指標、信號和網線數量等。合理的層數設置可以減小電路自身的電磁兼容問題。通常的選取原則是：①對於信號頻率為中低頻，元器件較少，布線密度屬於較低或中等時，選用單麵板或雙麵板;②對於布線密度高
、集成度高且元器件較多時采用多層板;③對於信號頻率高、高速集成電路
、元器件密集的選4層或層數更多的電路板。多層板在設計時可單獨某一層作為電源層、信號層和接地層。信號回路麵積減小，降低差模輻射，為此多層板可以減小電路板的輻射和提高抗幹擾能力。

 

　　2.2 電路板元器件的布局

 

　　在確定PCB尺寸後，應先確定特殊元件的位置
，最後根據電路的功能單元
，分塊的對電路的全部元件進行布局。數字電路單元、模擬電路單元和電源電路單元應分開，高頻電路單元和低頻電路單元也應分開。通常，在布置高速、中速和低速電路時
，應參考圖1的方式排列元器件;在布置帶有時鍾、CPU
、存儲器、控製器和輸入輸出電路時
，應參考圖2的方式排列元器件。常用電路板的布局原則如下。

 

　　①發熱元件應放置在利於散熱的位置
，例如PCB的邊緣，並遠離微處理器芯片;

 

　　②特殊的高頻元件應緊挨著放置，以縮短他們之間的連線;

 

　　③敏感元件應遠離時鍾發生器、振蕩器等噪聲源;

 

　　④電位器
、可調電感器
、可變電容器

、按鍵開關等可調元件的布局應符合整機的結構需求，方便調節;

 

　　⑤質量較重的元件應采用支架固定;

 

　　⑥EMI濾波器應靠近EMI源放置。

 

　　2.根據電路功能單元對電路的傘部元器件進行布局的原則：

 

　　①各功能電路應按照之間的信號流向確定相應的位置，方便布線;

 

　　②每個功能電路應先確定核心元件的位置，並圍繞核心元件放置其他元件，盡量縮短元件之間的連線;

 

　　③對高頻電路，應考慮元件之間的分布參數;

 

　　④放置於電路板邊上的元件，應離電路板邊緣不小於2mm。

 

　　⑤DC/DC變換器
、開關管和整流器應盡量靠近變壓器放置，以減小對外的輻射;

 

　　⑥調壓元件和濾波電容器應靠近整流二極管放置。

 

　　2.3 電源與地的布線原則

 

　　PCB的電源與地的布線是否合理是整個電路板減小電磁幹擾的關鍵所在。電源線和地線的設計是PCB中不可忽視的問題，往往也是難度最大的一項設計，設計時應遵循以下原則。

 

　　1.電源與地的布線技巧

 

　　PCB上的布線是有阻抗
、容抗和感抗等分布參數的特性。為了減小PCB布線的分布參數對高速電子係統的影響，對電源與地的布線原則為：①增大走線的間距以減少電容耦合的串擾;②電源線和地線應平行走線
，以使分布電容達到最佳;③genjuchengzaidianliudedaxiao，jinliangjiacudianyuanxianhedixiandekuandu
，jianxiaohuanludianzu，tongshishidianyuanxianhedixianzaigegongnengdianluzhongdezouxianghexinhaodechuanshufangxiangyizhi，zheyangyouzhuyutigaokangganraonengli;④電源和地應直接走線在各自的上方
，從而減小感抗和使回路麵積最小
，盡量使地線走在電源線下麵;⑤地線越粗越好
，一般地線的寬度不小於3mm;⑥將地線構成閉環路以縮小地線上的電位差值，提高抗幹擾能力;⑦在多層板布線設計時
，可將其中一層作為“全地平麵”，這樣可以減少接地阻抗
，同時又起到屏蔽作用。

 

　　2.各功能電路的接地技巧

 

　　PCB各功能電路的接地方式分為單點接地和多點接地。單點接地根據連接形式分為單點串聯接地和單點並聯接地兩種方式
，如圖3和圖4suoshi。dandianchuanlianjiediyouyugejiedidaoxianchangdubutong，gedianlujiedizukangbutong，diancijianrongxingnengjiangdi，changyongyubaohujiedi。dandianbinglianjiedigedianluyouduzidejiedixian
，yincixianghuzhijiandeganraoxiao，dankenengyanchangjiedixian

，zengdajiedizukang，changyongyuxinhaojiedi、模擬接地
、電源接地。多點接地是指各電路都有一個接地點，如圖5所示。多點接地常用於高頻電路，具有接地線短
，接地阻抗值較小
，減少高頻信號的幹擾。

為了減少接地帶來的幹擾，接地也要滿足一定的要求：①接地線盡可能要短
，接地麵要大;②避免產生不必要的接地回路
，減小公共接地的幹擾電壓;③接地原則是對於不同信號采取不同接地方式
，不能把所有接地采取同一接地點;④在設計多層PCB時
，要把電源層和接地層盡可能放置在相鄰的層中，以便電路中形成層問的電容
，減小電磁幹擾;⑤盡量避免強電和弱電信號，數字和模擬信號共地。

 

　　3.放置格柵化平麵

 

　　對兩層板來說，格柵化是最重要的設計技術。格柵化是在PCB上延伸地線並使用地填充模式來構建連接到地的格柵網絡，構成一個有效的地平麵，和四層板一樣能夠減小噪聲。它有兩個目的：①模仿四層板的地層，為每一條信號線提供處於下方的返回路徑;②降低微處理器和電壓穩壓之間的阻抗。設計時應注意的原則是：①每條地線延伸盡可能填充印刷電路板的空間;②在兩層板上盡可能多的放置格柵;③尺寸上合適時使用盡可能多的通孔將頂層和底層的格柵連接起來;④線路不一定要直角或同樣的寬度。

 

　　4.高頻去耦電容和鐵氧體磁珠的使用

 

　　數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)中(zhong)，當(dang)邏(luo)輯(ji)門(men)的(de)狀(zhuang)態(tai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)，會(hui)在(zai)電(dian)源(yuan)上(shang)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)很(hen)大(da)的(de)尖(jian)峰(feng)脈(mai)衝(chong)，形(xing)成(cheng)瞬(shun)間(jian)的(de)噪(zao)聲(sheng)電(dian)壓(ya)
，這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)普(pu)遍(bian)采(cai)用(yong)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)或(huo)鐵(tie)氧(yang)體(ti)磁(ci)珠(zhu)來(lai)限(xian)製(zhi)電(dian)流(liu)的(de)突(tu)然(ran)變(bian)化(hua)

，減(jian)小(xiao)輻(fu)射(she)。通(tong)常(chang)在(zai)每(mei)個(ge)芯(xin)片(pian)的(de)電(dian)源(yuan)和(he)地(di)之(zhi)間(jian)加(jia)上(shang)容(rong)量(liang)約(yue)為(wei)0.01μF～0.1μF的高頻去耦電容，在靠近芯片的電源線上放置鐵氧體磁珠
，以阻斷來自電源線的射頻電流源。設計時應盡量做到：①采用鉭電容，而不要使用鋁電解電容，後者具有較大的內部電感;②電容距離芯片越近越好，去耦電容的引線不宜太長;③鐵氧體磁珠隻用在+V的電源線上
，不用在地線上;④鐵氧體磁珠盡量靠近噪聲源放置。

 

　　2.4 信號線的布線原則

 

　　布bu線xian時shi，即ji使shi在zai很hen短duan的de距ju離li內nei並bing行xing走zou線xian的de線xian路lu之zhi間jian也ye存cun在zai容rong性xing和he感gan性xing串chuan擾rao。容rong性xing耦ou合he時shi，源yuan端duan的de上shang升sheng沿yan會hui在zai受shou害hai者zhe上shang引yin起qi一yi個ge上shang升sheng沿yan。感gan性xing耦ou合he時shi

，受shou害hai者zhe上shang的de電dian壓ya改gai變bian與yu源yuan端duan的de改gai變bian正zheng好hao相xiang反fan。大da部bu分fen串chuan擾rao都dou是shi容rong性xing的de，噪zao聲sheng的de大da小xiao正zheng比bi於yu並bing行xing的de距ju離li

、頻率

、源端電壓的振幅和受害者的阻抗
，反比於兩條線路離開的距離。因此減小串擾的措施有：①使連接到微處理器的攜帶射頻噪聲的線路遠離其他信號;②應將可能成為噪聲受害者的信號的返回地線走線在其下方;③不要在電路板的外部邊緣走噪聲線路;④如果可能，將一些噪聲線路走線在一起然後用地線包圍;⑤使非噪聲線路遠離電路板上容易接收噪聲的區域，比如接插件、振蕩器電路、繼電器和繼電器驅動器。

 

　　2.合理安排返回地線數目

 

　　在計算機工業中
，電纜或導線中每9條信號線至少要有1根地線
，這是很普遍的經驗。高速時，這個比例變到5：1。可以在設計信號線和返回線路時考慮的原則：①最好是電纜中的每條信號線都有一條返回地線，組成雙絞線對;②不要超過每9條信號線有一條返回地線;③如果電纜超過一英尺長
，應該每4條信號線有一條返回地線;④如果可能
，應該使用一個實心金屬支架作為機械支架

，焊接在兩塊電路板之間，既作為安裝支架，也作為可靠的射頻返回地線。

 

　　3.其他的布線原則

 

　　①用作導線的銅箔在90度轉彎處會使導線的阻抗不連續
，有可能產生反射幹擾，所以應將90度的導線改成135度的走線，這樣有助於減少發生反射幹擾;②雙麵布線的PCB，上下兩層的布線應垂直交叉，以減少耦合，有利於抑製幹擾;③采用隔離走線，在許多不得不平行走線的電路布線時可考慮在兩條信號線中加一條接地的隔離走線;④所有線路盡量沿直流地鋪設
，盡量避免沿交流地鋪設;⑤采用短接線
，在線路無法排列或隻有繞大圈才能走通的情況下
，幹脆用絕緣“飛線”連接
，不用印刷線，或者用阻容元件引線直接跨接;⑥直流電路應遠離交流電路布線，輸入信號線與輸出信號線應分開;⑦信號走線不要有分支
，應連貫地從一個元件到下一個元件，以避免反射幹擾或諧波幹擾;⑧時鍾等高頻信號線應靠近地線進行布線

，使環路麵積最小，以減小差模輻射。

 

　　3 結束語

 

　　xiangwanquanxiaochudianzichanpinzhongdedianciganraoshibukenengde，womenzhinengcaiqubiyaocuoshijianxiaodianciganrao，shidianciganraokongzhizaiyidingfanweinei，eryigelianghaodeyinshuadianlubandesheji，shijianxiaodianciganraodezhongyaohuanjie。zaiyinshuadianlubanshejishi，kecankaoyishangsuotidaodeshejiyuanze，danzhexieyuanzebingbushiyichengbubian，yinggaigenjujutidianluqingkuang
，linghuoyingyonggezhongkangganraodefangfa

，cainengzuidachengdudimanzudiancijianrongdeyaoqiu，zhexuyaoshejizhepingshidejingyanjileihezongjie。