实例讲解：EMCEMI模拟仿真与PCB设计相结合

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汽车电子产品电磁兼容性分析、仿真及优化设计

3、PCB布局技术：根据电磁兼容性要求，合理安排PCB上元器件的位置和连接方式，以提高电磁干扰的抵抗能力。例如，可以将敏感元器件布置在PCB的低干扰区域，或者优化线束走线方式以减小电磁辐射。
在关键技术方面，需要以下几个方面：
1、电路设计：合理的电路设计可以有效地减小电磁干扰。例如，选择合适的元器件和电路拓扑结构，避免高频信号的突变和电流尖峰的产生。
2、搜集相关资料：收集与汽车电子电磁兼容性相关的文献资料，了解已有研究成果和不足之处。
3、理论分析和仿真模拟：利用电磁场理论、数值仿真软件等技术手段，对汽车电子设备在不同电磁环境下的性能进行预测和分析。
4、实验设计与实施：根据理论分析和仿真模拟的结果，设计实验并进行实施。实验过程中需要实验条件、测试方法、数据处理等方面的问题。
展望未来，随着航空技术的不断发展和电子设备的日益复杂化，PCB布局电磁兼容性设计将成为航空发动机电子控制器设计中越来越重要的研究方向。研究人员需要进一步深入研究和探索新的设计方法，以提升航空发动机电子控制器的性能和可靠性。应注重开展跨学科合作，将电磁兼容性设计与航空发动机电子控制器的其他关键技术相结合，实现全面优化设计。
在电子设备中，PCB布局的电磁兼容性是指PCB在特定环境中对电磁干扰（EMI， Electromagnetic Interference）的抵抗能力和不会产生影响其他电路或系统的电磁辐射水平。对于航空发动机电子控制器来说，其工作环境中存在大量的电磁干扰，如雷电、无线电信号、电力线等。因此，PCB布局的电磁兼容性设计对于保证航空发动机电子控制器的稳定性和可靠性至关重要。
3、加强屏蔽措施：对于关键电路和元器件，可以采用金属外壳或导电材料进行屏蔽，以减少电磁干扰的影响。

pcb辐射超标的整改例子

在PCB（印刷电路板）设计中，辐射超标指的是电路板在工作时发出的电磁干扰（EMI）超出了规定的标准。

电磁兼容（EMC）问题会影响电路的正常工作，甚至可能对周围设备产生干扰。

因此，设计时需采取一系列措施来降低辐射并确保产品符合相关EMC法规。

整改PCB辐射超标的例子包括：1. 优化布局和布线减少高速信号的回路面积：高速信号的布线应该尽量短并且避免大回路，因为大的回路面积会增加辐射。

使用地平面：在高速信号线下方使用地平面可以大幅降低辐射。

差分信号：使用差分信号对进行高速数据传输，因为差分信号的电磁场会互相抵消，从而降低辐射。

2. 使用去耦和旁路电容在电源线路上使用去耦电容，可以降低电源噪声和开关噪声，减少辐射。

3. 控制阻抗和终端匹配确保信号线的阻抗连续，并且在线路的两端使用恰当的终端匹配，以减少反射和辐射。

4. 屏蔽金属屏蔽罩：对高辐射的元件或区域使用金属屏蔽罩。

屏蔽层：在多层PCB中，使用内部层作为屏蔽层可以降低辐射。

5. 过滤设计合适的滤波器：在信号进出口处使用滤波器可以抑制高频噪声，防止其辐射出去。

6. 控制时钟信号时钟信号是辐射的主要来源，应当尽量减少时钟线路的长度，避免时钟线路与I/O 线路并行。

7. 分区将模拟和数字部分分开，并且使它们的地平面分开连接到主地，以减少相互干扰。

实施案例假如有一款PCB产品在测试时发现辐射超标，工程师可能会采取以下步骤进行整改：1. 识别问题源：使用频谱分析仪识别产生辐射的主要频段。

2. 测量和评估：确定辐射超标的严重程度和辐射源的位置。

3. 修改设计：根据上述整改措施，修改PCB设计，重点关注高速信号的布局和布线。

4. 原型测试：制作修改后的PCB原型，并进行EMC测试。

5. 验证整改效果：如果测试结果符合标准，则继续进行生产；如果仍有问题，则需要进一步修改和测试。

每一个整改措施都需要在设计的早期阶段考虑，以避免在后期需要进行昂贵的重新设计和测试。

此外，整改过程可能涉及多次迭代，每次都需要重新测试来验证改进的效果。

PCB设计中EMC-EMI的仿真

PCB设计中EMC/EMI的仿真由于PCB 板上的电子器件密度越来越大，走线越来越窄，走线密度也越来越高，信号的频率也越来越高，不可避免地会引入EMC（电磁兼容）和EMI（电磁干扰）的问题，所以对电子产品的电磁兼容分析以及应用就非常重要了。

但目前国内国际的普遍情况是，与IC 设计相比，PCB 设计过程中的EMC 分析和模拟仿真是一个薄弱环节。

同时，EMC 仿真分析目前在PCB 设计中逐渐占据越来越重要的角色。

PCB 设计中的对EMC/EMI 的分析目标信号完整性分析包括同一布线网络上同一信号的反射分析，阻抗匹配分析，信号过冲分析，信号时序分析等等；对于邻近布线网络上不同信号之间的串扰分析。

在信号完整性分析时还必须考虑布线网络的物理拓扑结构，PCB 介质层的电介质特性和介电常数以及每一布线层的电气特性。

现在已经有了抑制电子设备和仪表的EMI 的国际标准，统称为电磁兼容（EMC）标准，它们可以作为PCB 设计者布线和布局时抑制电磁辐射和干扰的规则，对于军用电子产品设计者来说，标准会更严格，要求更苛刻。

对于由多块PCB 板通过总线连接而成的系统，还必须分析不同PCB 板之间的电磁兼容性能以及接口电路和连接器的EMC/EMI性能。

EMC/EMI 的仿真需要用到仿真模型EMC/EMI 分析要了解所用到的元器件的电气特性，之后才能更好地具体模拟仿真。

目前应用较多的有IBIS 和SPICE 模型。

IBIS（I/O Buffer Interface Specification），即ANSI/EIA-656，是一种通过测量或电路仿真得到，基于V/I 曲线的I/O 缓冲器的快速而精确描述电气性能的模型。

1990 年由INTEL 牵头、联合数家著名的半导体厂商共同制定了IBIS V1.0 的行业标准，经过不断的完善和发展，于1997 年更新为IBIS V3.0.现在此标准已被NS、Motorola、TI、IDT、Xilinx、Siemens、Cypress、VLSI 等数百家半导体厂。

EMI EMC设计讲座讲解

EMI / EMC设计讲座（二上）PCB上电的来源在PCB中，会产生EMI的原因很多，例如：射频电流、共模准位、接地回路、阻抗不匹配、磁通量……等。

为了掌握EMI，我们需要逐步理解这些原因和它们的影响。

虽然，我们可以直接从电磁理论中，学到造成E MI现象的数学根据，但是，这是一条很辛苦、很漫长的道路。

对一般工程师而言，简单而清楚的描述更是重要。

本文将探讨，在PCB上「电的来源」、Maxwell方程式的应用、磁通量最小化的概念。

电的来源与磁的来源相反，电的来源是以时变的电双极（electric dipole）来建立模型。

这表示有两个分开的、极性相反的、时变的点电荷（point charges）互为相邻。

双极的两端包含着电荷的变化。

此电荷的变化，是因为电流在双极的全部长度内，不断地流动而造成的。

利用振荡器输出讯号去驱动一个没有终端的（unte rminated）天线，此种电路是可以用来代表电的来源。

但是，此电路无法套用低频的电路原理来做解释。

不考虑此电路中的讯号之有限传播速度（这是依据非磁性材料的介电常数而定），反正射频电流会在此电路产生。

这是因为传播速度是有限的，不是无限的。

此假设是：导线在所有点上，都包含相同的电压，并且此电路在任何一点上，瞬间都是均衡的。

这种电的来源所产生的电磁场，是四个变数的函数：1. 回路中的电流振幅：电磁场和在双极中流动的电流量成正比。

2. 双极的极性和测量装置的关系：与磁来源一样，双极的极性必须和测量装置的天线之极性相同。

3. 双极的大小：电磁场和电流元件的长度成正比，不过，其走线长度必须只有波长的部分大。

双极越大，在天线端所测量到的频率就越低。

对特定的大小而言，此天线会在特定的频率下共振。

4. 距离：电场和磁场彼此相关。

两者的强度和距离成正比。

在远场（far field），其行为和回路源（磁的来源）类似，会出现一个电磁平面波。

当靠近「点源（point source）」时，电场和磁场与距离的相依性增加。

PCB板中的EMC设计

PCB板中的EMC设计PCB板中的EMC设计应是任何电子器件和系统综合设计的一部分，它远比试图使产品达到EMC的其他方法更节约成本。

电磁兼容设计的关键技术是对电磁干扰源的研究，从电磁干扰源处控制其电磁发射是治本的方法。

控制干扰源的发射，除了从电磁干扰源产生的机理着手降低其产生电磁噪声的电平外，还需广泛地应用屏蔽（包括隔离）、滤波和接地技术。

EMC的主要设计技术包括电磁屏蔽方法、电路的滤波技术以及应特别注意的接地元件搭接的接地设计。

一、PCB板中的EMC设计金字塔如图9-4所示为器件和系统EMC最佳设计的推荐方法，这是一个金字塔式图形。

首先，优秀的EMC设计的基础是良好的电气和机械设计原则的应用。

这其中包括可靠性考虑，比如在可接受的容限内设计规范的满足、好的组装方法以及各种正在开发的测试技术。

一般来说，驱动当今电子设备的装置要安装在PCB上。

这些装置由具有潜在干扰源以及对电磁能量敏感的元件和电路构成。

因此，PCB的EMC设计是EMC设计中的下一个最重要的问题。

有源元件的位置、印制线的走线、阻抗的匹配、接地的设计以及电路的滤波均应在EMC设计时加以考虑。

一些PCB元件还需要进行屏蔽。

再次，内部电缆一般用来连接PCB或其他内部子组件。

因此，包括走线方法和屏蔽的内部电缆EMC设计对于任何给定器件的整体EMC来说是十分重要的。

在PCB的EMC设计和内部电缆设计完成以后，应特别注意机壳的屏蔽设计和所有缝隙、穿孔和电缆通孔的处理方法。

最后，还应着重考虑输入和输出电源以及其他电缆的滤波问题。

二、电磁屏蔽屏蔽主要运用各种导电材料，制造成各种壳体并与大地连接，以切断通过空间的静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径，隔离主要运用继电器、隔离变压器或光电隔离器等器件来切断电磁噪声以传导形式的传播途径，其特点是将两部分电路的地线系统分隔开来，切断通过阻抗进行耦合的可能。

屏蔽体的有效性用屏蔽效能（SE）来表示（如图9-5所示），屏蔽效能的定义为：电磁屏蔽效能与场强衰减的关系如表9-1所列。

电源PCB设计与EMC的关联超详细分析

电源PCB设计与EMC的关联超详细分析【前言】说起开关电源的难点问题，PCB布板问题不算很大难点，但若是要布出一个精良PCB板一定是开关电源的难点之一（PCB设计不好，可能会导致无论怎么调试参数都调试布出来的情况，这么说并非危言耸听）原因是PCB布板时考虑的因素还是很多的，如：电气性能，工艺路线，安规要求，EMC影响等等；考虑的因素之中电气是最基本的，但是EMC又是最难摸透的，很多项目的进展瓶颈就在于EMC问题；下面从二十二个方向给大家分享下PCB布板与EMC。

1、熟透电路方可从容进行PCB设计之EMI电路上面的电路对EMC的影响可想而知，输入端的滤波器都在这里；防雷击的压敏；防止冲击电流的电阻R102（配合继电器减小损耗）；关键的虑差模X电容以及和电感配合滤波的Y电容；还有对安规布板影响的保险丝；这里的每一个器件都至关重要，要细细品味每一个器件的功能与作用。

设计电路时就要考虑的EMC严酷等级从容设计，比如设置几级滤波，Y电容数量的个数以及位置。

压敏大小数量选择，都与我们对EMC的需求密切相关，欢迎大家一起讨论看似简单其实每个元器件蕴含深刻道理的EMI电路。

2、电路与EMC：（最熟悉的反激主拓扑，看看电路中哪些关键地方蕴含了EMC的机理）上图的电路中打圈几部分：对EMC影响非常重要（注意绿色部分不是的），比如辐射大家都知道电磁场辐射是空间的，但基本的原理是磁通量的变化，磁通量涉及到磁场有效截面积，也就是电路中对应的环路。

电流可以产生磁场，产生的是稳定的磁场，不能向电场转化；但变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场是可以产生电场（其实这就是有名的麦克斯韦方程我用通俗语言来说），变化的电场同理可产生磁场。

所以一定要关注那些有开关状态的地方，那就是EMC源头之一，这里就是EMC源头之一（这里说之一当然后续还会讲到其它方面）；比如电路中虚线环路，是开关管开通和关断的环路，不仅设计电路时开关速度可以调节对EMC影响，布板走线环路面积也有着重要的影响！另二个环路是吸收环路和整流环路，先提前了解下，后面再讲！3、PCB设计与EMC的关联PCB环路对EMC的影响非常重要，比如反激主功率环路，如果太大的话辐射会很差。

PCB布局设计中的EMC标准评估分析

PCB布局设计中的EMC标准评估分析在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）布局设计过程中，EMC （Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性）标准评估分析是至关重要的一步。

EMC标准评估分析旨在确保电子设备在工作时不会相互干扰，同时也不会受到外部电磁干扰的影响，从而保证设备的稳定性和可靠性。

首先，需要明确了解EMC标准的基本原则。

EMC标准通常包括电磁兼容性、干扰电压抑制、传导干扰和辐射干扰等方面的要求。

在设计PCB布局时，需要考虑到这些要求，保证PCB布局符合相关标准的规定。

其次，进行电磁兼容性分析。

电磁兼容性分析是评估电子设备是否在电磁环境中正常工作而不会产生干扰的重要手段。

通过对电路板布局、线路走向、接地等方面的合理设计，可以有效减少电磁辐射和传导干扰的发生，提升设备的抗干扰能力。

另外，需要对干扰电压抑制进行评估。

干扰电压抑制是指在电路设计中采取措施降低干扰电压的作用。

在PCB布局设计中，可以通过合理的布线、差分信号设计、模拟与数字信号分离等方式来减少干扰电压的产生，从而降低设备受到干扰的可能性。

此外，还要考虑传导干扰和辐射干扰的评估。

传导干扰是由于电路板之间的相互作用导致的干扰，而辐射干扰则是由于电路板辐射的电磁波造成的干扰。

在PCB布局设计中，可以采取减少线路长度、增加地线面积、使用滤波器等手段来降低传导干扰和辐射干扰的影响，提升设备的抗干扰能力。

最后，在进行EMC标准评估分析时，需要借助专业的仿真软件和工具进行模拟和测试。

通过仿真可以提前发现潜在的干扰问题，避免在实际生产中出现不必要的麻烦。

同时，还可以借助传导和辐射测试仪器对电磁兼容性进行实际的测试，确保设备符合相关标准的要求。

综上所述，PCB布局设计中的EMC标准评估分析是确保电子设备稳定运行的关键步骤。

通过对电磁兼容性、干扰电压抑制、传导干扰和辐射干扰等方面进行全面评估，可以有效提升设备的抗干扰能力，确保设备在各种工作环境下都能正常运行，为用户提供更加可靠的产品和服务。

如何在高速设计中考虑PISI和EMIEMC问题？

如何在高速设计中考虑PI/SI和EMI/EMC问题？电子设计的飞速进步，使得传统的电子系统可靠性面临新的挑战。

一个日益突出的问题就是信号完整性和电磁干扰问题。

由于电子系统的处理器频率和电子信号频率的不断提升，高速和高密会使系统的辐射加重，低压、高灵敏度会使系统的抗扰度降低。

因此，电磁环境的干扰和系统内部的相互窜扰，严重地威胁着电子设备的稳定性、可靠性和安全性。

在电子产品设计中，PCB板的设计对解决EMI/EMC问题至关重要，而出色的仿真工具可以有效防止重复开模。

为了帮助工程师解决PCB设计时遇到的EMI/EMC问题，电子工程专辑网站推出《高性能PCB的PI/SI和EMI/EMC设计》专题讨论，邀请到Ansoft公司中国区高级应用工程师李宝龙和Ansoft中国高级应用工程师毛文杰博士担任论坛嘉宾与读者互动，我们基于此专题讨论，总结了高速电路PI/SI和EMI/EMC设计中经常出现的一些问题供读者参考。

关于阻抗匹配问题阻抗匹配是高频电路设计时需要经常考虑的问题，而在某些低频应用场合(比如电话线)也需要考虑阻抗匹配，有网友就产生了疑惑，究竟什么情况下需要考虑阻抗匹配。

该问题引起了工程师朋友热烈的讨论，有网友就提出，根据C=波长×频率，只要信号频率与传输线长度之积大于光速，就应该考虑阻抗匹配。

李宝龙表示，对于分布参数电路的阻抗有三种解释，一个是媒质本征特性阻抗，它仅与媒质的材料参量有关，对应于平面波波阻抗；二是波阻抗，即电场与磁场的比值，它是特定一种波型的特性，TEM波，TE波，TM波有着不同的阻抗，它与传输线或波导类型，材料特性以及工作频率有关；三是特征阻抗，即是从传输线上行波电压和电流比。

对于一般PCB上传输线，双绞线和同轴线，我们假设为电磁波传播方式为TEM波，电压和电流是唯一确定的，因而阻抗是一定的。

在实际PCB设计中，电源平面阻抗就是上述第一种。

对于信号线，低速的输入和输出端口，为了得到最大负载功率，需要端口阻抗匹配（如微波电路，功率电路等）；如果不需要负载功率，也无须做匹配(低速数字电路如此)，而此时传输线电气长度比起波长来讲微不足道，可以作为等势导体，无须阻抗匹配。

PCB电路中信号完整性分析与EMC仿真技术_任尚宗

如今一块电路板可能包括上百种来自于不同厂家、功能各异的电子元器件，设计者要进行 EMC/EMI 分析就必须了解这些元器件的电气特性，之后才能具体模拟仿真。这在以往看来是一项艰巨的工作，现在由于有了 IBIS 和 SPICE 等数据库的支持，使得 EMC 分析的问题迎刃而解 [5]。鉴于 SPICE3、 HSPICE、PSPICE 这些数据模型已为广大的电路设计者所熟知，在此着重介绍 IBIS。IBIS（I/O Buffer Interface Specification)，即 ANSI/EIA-656，是一种通过测量或电路仿真得到，基于 V/I 曲线的 I/O 缓冲器的快速而精确描述电气性能的模型。 1990 年由 INTEL 牵头、联合数家著名的半导体厂商共同制定
为格林函数，表面电
流分布可以采用边界有限元 (BEM) 方法分析。有限元法采用自适应迭代算法，该算法一开始先选用较粗的剖分，采用
我们上面介绍的方法求解，然后看其精度是否满足要求。如
不满足，进一步细化剖分，再次进行求解，直到达到给定的精
度。
另一种常用的计算方法称为矩量法，它是将上述积分方
程化为差分方程，或将积分方程中积分化为有限求和，从而建
具体来说信号完整性分析包括同一布线网络上同一信号的反射分析阻抗匹配分析信号过冲分析信号时序分析信号强调分析等于邻近布线网络上不同信号之间的串扰分析由于在相邻pcb布线之间存在寄生电容csv高频信号会通过csv引起互相干扰在一路有脉冲信号通过时另一路上在脉冲的上升沿和下降沿位置有干扰脉冲出现这就是pcb布线间的串扰
奇偶模的传输速率不同，导致 v_a_out 出现较大的过冲。由计算结果可知其特性阻抗为 49.2ohm，偶模阻抗为 65.4ohm，奇模阻抗为 37ohm，奇偶模阻抗与端接的电阻（开路）不匹配，因此总的输出结果出现很多次的反射叠加，即产生了串扰噪声。

电子产品设计中的EMC和EMI问题分析

电子产品设计中的EMC和EMI问题分析电子产品设计中的EMC问题和EMI问题是非常重要的考虑因素，其影响着产品的性能和可靠性。

本文将详细分析EMC和EMI问题，并给出相应的解决步骤。

1. 什么是EMC和EMI问题：- EMC (Electromagnetic Compatibility) 是指电子设备在同一环境中能够共存并互不干扰。

- EMI (Electromagnetic Interference) 是指电子设备之间相互干扰，导致其性能下降或者失效。

2. EMC和EMI问题的原因：- 电子设备内部不同电路之间的高频信号干扰。

- 电子设备与外部环境的电磁辐射和电磁感应。

3. EMC和EMI问题的影响：- 降低产品性能和可靠性。

- 对其他设备产生干扰。

4. 解决EMC和EMI问题的步骤：- 设计阶段：a. 选择合适的电磁屏蔽材料，将电磁波传播限制在产品内部。

b. 使用合适的滤波器和降噪电路，减少干扰信号的传播。

c. 合理规划电路板布局，减少高频信号的串扰。

d. 使用地线和功率平面分层布局，减少地回流干扰。

- 材料选择：a. 选择低电阻和高导电性的材料，提高电磁波的屏蔽效果。

b. 选择低电磁散射率和高磁饱和磁导率的材料，减少电磁波的反射和传播。

c. 选择低介电常数和低介电损耗的绝缘材料，减少电磁波的衍射和能量损耗。

- 电路设计：a. 适当地使用滤波器和降噪电路，降低电磁干扰信号的传输。

b. 使用合适的屏蔽技术，将关键的高频信号线缠绕在金属盖板或电磁屏蔽罩中，避免干扰信号泄漏。

- PCB布局设计：a. 避免信号线和功率线平行布局，降低互相的干扰。

b. 合理规划地线和功率平面的布局，减少地回流干扰。

c. 使用地平面和功率平面进行分层布局，减少电磁辐射。

d. 对高频信号线进行合理的阻抗匹配，减少反射和串扰。

- 产品测试：a. 使用专业的EMI测试设备对产品进行测试，确保其符合相关的电磁兼容标准。

b. 测试产品在不同频率下的辐射和传导幅度，找出潜在的干扰源和敏感部件。

EMC仿真设计思路及方法介绍

电压波动和闪变测试
EMC
电缆辐射
辐射
电源骚扰测试电场辐射免疫测试磁场辐射免疫测试
快速瞬态电脉冲群猝发测试
EMS
传导
浪涌冲击测试射频传导免疫测试
电压突降/波动测试
静电放电
静电放电测试
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© 2017 ANSYS, Inc.
August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
EMI/EMC 问题的难点
行业领域复杂
• 航空、航天、船舶、汽车、机车、通信、消费电子……
研究对象繁多
• 复杂系统、单机设备、电源、PCB、芯片封装……
频段覆盖广泛
• 低频、高频 • 频域、时域 • 模拟、数字
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ANSYS UGM 2017
系统中电子部件众多
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ANSYS EMC仿真平台
部件级
设备级
Maxwell
场路协同
Simplorer/Designer
场路协同
系统级
HFSS/Savant
开关电源
Q3D
电机
SIwave
场场链接
系统功能及传导
HFSS
场场链接
整车辐射及屏蔽
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ANSYS UGM 2017
白盒子
数据全面性：－具备系统内的所有影响电性能的设备、部件和互连结构的数据；
仿真目的：－全面分析和预测系统电磁兼容性；

pcb设计emc注意事项

pcb设计emc注意事项
在进行PCB设计时，EMC(电磁兼容性)是需要重点考虑的问题之一。

以下是几点需要注意的事项：
1.布局设计
将高频电路和低频电路分开布局，避免相互干扰。

在布局过程中，还需要考虑信号路径和电源路径的彼此穿插和交叉干扰问题，需要采用合适的屏蔽和滤波措施。

2.地面规划
地面的规划也是一项非常重要的任务。

在布局设计时，需要特别注意地面的分割和电路板上各个区域的接地方式。

需要保证地面的高频和低频信号分离，并且各个区域的接地点要保证电势的一致性。

3.EMI滤波
在电路设计中，需要考虑到各种可能的EMI源和接收器，因此需要在电路中加入滤波器，减少EMI的干扰。

4.防静电
防止静电的积累和放电也是非常重要的。

需要采用合适的防静电措施，如接地、静电屏蔽和加装放电电路等。

5.测试和认证
在电路设计完成后，需要进行EMI测试和认证。

需要按照相关标准进行测试，并逐步修正和优化电路的设计。

总之，EMC是电路设计中非常重要的一个环节，需要在设计的每一个环节上都考虑到EMC的问题。

只有合理的布局设计、地面规划、
EMI滤波、防静电措施以及测试和认证，才能保证电路的稳定性和可靠性。

快点PCB∣多层PCB设计时的EMI问题怎么办？

快点PCB∣多层PCB设计时的EMI问题怎么办？解决EMI问题的方法无数，现代的EMI抑制办法包括：利用EMI抑制涂层、选用合适的EMI抑制零配件和EMI设计等。

本文从最基本的布板动身，研究PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用和设计技巧。

电源汇流排在 IC的电源引脚附近合理地安置适当容量的，可使IC输出的跳变来得更快。

然而，问题并非到此为止。

因为电容呈有限频率响应的特性，这使得电容无法在全频带上生成整洁地驱动IC输出所需要的谐波功率。

除此之外，电源汇流排上形成的瞬态电压在去耦路径的两端会形成电压降，这些瞬态电压就是主要的共模EMI干扰源。

我们应当怎么解决这些问题?就我们板上的IC而言，IC周围的电源层可以看成是优良的高频，它可以收集为整洁输出提供高频能量的分立电容器所泄漏的那部份能量。

此外，优良的电源层的电感要小，从而电感所合成的瞬态信号也小，进而降低共模EMI。

固然，电源层到IC电源引脚的连线必需尽可能短，由于数位信号的升高沿越来越快，最好是挺直连到IC电源引脚所在的焊盘上，这要另外研究。

为了控制共模EMI，电源层要有助于去耦和具有足够低的电感，这个电源层必需是一个设计相当好的电源层的配对。

有人可能会问，好到什么程度才算好?问题的答案取决于电源的分层、层间的材料以及工作频率(即IC升高时光的函数)。

通常，电源分层的间距是6mil，夹层是FR4材料，则每平方英寸电源层的等效电容约为75pF。

明显，层间距越小电容越大。

升高时光为100到300ps的器件并不多，但是根据目前IC的进展速度，升高时光在100到300ps范围的器件将占有很高的比例。

对于100到300ps升高时光的电路，3mil层间距对大多数应用将不再适用。

那时，第1页共4页。

EMC设计四大技巧之滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线详解

EMC设计四大技巧之滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线详解电磁干扰的主要方式是传导干扰、辐射干扰、共阻抗耦合和感应耦合。

对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波，辐射干扰采用屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。

本文从滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线技巧四个角度，介绍EMC的设计技巧。

一、EMC滤波设计技巧EMC设计中的滤波器通常指由L，C构成的低通滤波器。

滤波器结构的选择是由"最大不匹配原则"决定的。

即在任何滤波器中，电容两端存在高阻抗，电感两端存在低阻抗。

图1是利用最大不匹配原则得到的滤波器的结构与ZS和ZL的配合关系，每种情形给出了2种结构及相应的衰减斜率(n表示滤波器中电容元件和电感元件的总数)。

其中：l和r分别为引线的长度和半径。

寄生电感会与电容产生串联谐振，即自谐振，在自谐振频率fo处，去耦电容呈现的阻抗最小，去耦效果最好。

但对频率f高于f／o的噪声成份，去耦电容呈电感性，阻抗随频率的升高而变大，使去耦或旁路作用大大下降。

实践中，应根据噪声的最高频率fmax来选择去耦电容的自谐振频率f0，最佳取值为fo=fmax。

去耦电容容量的选择在数字系统中，去耦电容的容量通常按下式估算：二、EMC接地设计接地是最有效的抑制骚扰源的方法，可解决50%的EMC问题。

系统基准地与大地相连，可抑制电磁骚扰。

外壳金属件直接接大地，还可以提供静电电荷的泄漏通路，防止静电积累。

在地线设计中应注意以下几点：（1）正确选择单点接地与多点接地在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用单点接地。

当信号工作频率大于10MHz 时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。

当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。

电子电路设计中EMCEMI的模拟仿真

电子电路设计中EMCEMI的模拟仿真在电子电路设计中，EMC/EMI的模拟仿真主要有以下几个方面：1.电磁辐射仿真：这是模拟和分析电子设备可能产生的电磁辐射场的方法。

通过计算电流分布，电磁辐射电场和磁场的强度，可以评估电子设备在操作过程中可能产生的辐射水平。

在设计过程中，可以根据仿真结果进行必要的修改和优化，以确保设备的辐射水平符合EMC标准。

2.电磁耦合仿真：电子设备之间存在相互之间的电磁干扰。

通过电磁耦合仿真，可以评估电子设备在正常运行状态下是否会相互干扰。

例如，一个设备的高频信号可能会干扰到附近的设备，导致其输出信号的质量下降。

通过仿真，设计工程师可以优化电子设备中的布线和互连方式，减少干扰。

3.辐射引入仿真：电子设备接收到来自其他设备的电磁辐射也可能导致干扰，这种情况下就需要进行辐射引入仿真。

通过仿真，可以评估设备对外部辐射的感受程度，设计工程师可以采取相应的措施，如屏蔽和滤波等，以减小对外部辐射的敏感性。

4.传导干扰仿真：传导干扰是指电子设备上的信号通过电缆、互连线和引脚等传导到其他设备上产生的干扰。

通过传导干扰仿真，可以模拟和评估这些传导路径上的干扰情况，找出哪些路径是最敏感的，设计工程师可以在设计过程中优化这些路径，减少干扰。

在进行EMC/EMI的模拟仿真时，设计工程师需要使用专业的仿真软件和工具，如ANSYS、CST Studio Suite、Altium Designer等。

这些工具能够提供各种电磁仿真方法和技术，帮助设计工程师全面评估电子设备的EMC/EMI性能。

总结起来，EMC/EMI的模拟仿真在电子电路设计中起着至关重要的作用。

通过仿真，设计工程师可以预测和解决可能存在的EMC/EMI问题，避免设计错误，提高产品的性能和可靠性。

随着电子设备的不断减小并且越来越复杂，EMC/EMI的模拟仿真在电子电路设计中的重要性也越来越凸显。

避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧

避免 pcb 设计中出现 emc 和 emi 的 9 个技巧：
避免PCB设计中出现EMC和EMI的9个技巧：
1.合理的分区：根据电路的功能，将PCB划分为不同的区域，如模拟区域、数字区域、
电源区域等。

在不同的区域之间设置适当的隔离，以减少信号之间的干扰。

2.合适的布局：在PCB布局时，应将高电流、高电压、高速数字信号等区域进行适当
的分离，避免相互干扰。

同时，要考虑到电源和地的分配，保证电源和地网络的连续性。

3.良好的接地设计：接地是解决EMC和EMI问题的关键。

设计合理的接地网络，可以
有效地抑制干扰信号，提高电路的稳定性。

4.使用适当的屏蔽技术：对于关键的电路部分，可以采用屏蔽措施，如电磁屏蔽罩、
导电衬垫等，以减少外界对电路的干扰。

5.合理的布线：在布线时，应避免使用过长的信号线、90度折线、突然的线宽变化等
不良布线方式。

合理的布线可以降低信号的传输阻抗，减少信号之间的干扰。

6.使用适当的滤波技术：在电路中加入适当的滤波器，可以有效地滤除高频噪声信号，
提高电路的抗干扰能力。

7.合理的元件布局：在元件布局时，应将元件按照功能进行分组，并保持合适的间距。

这样可以减少信号之间的耦合和干扰。

8.使用合适的去耦电容：在电路中加入适当的去耦电容，可以减小电源和地之间的噪
声，提高电路的稳定性。

9.进行充分的仿真和测试：在完成PCB设计后，应进行充分的仿真和测试，以确保设
计的可行性和可靠性。

同时，也可以通过测试来优化设计，提高电路的性能。

PCB板中的EMC设计指南和整改方法

PCB板中的EMC设计指南和整改方法EMC(电磁兼容性)设计是在PCB(印刷电路板)设计中至关重要的一环。

它确保电子设备在电磁环境中正常运行，同时不产生对其他设备或系统的电磁干扰。

为了实现良好的EMC设计，下面将介绍一些EMC设计指南和可能的整改方法。

EMC设计指南：1.良好的地线设计：地线是EMC设计的基础。

一个良好设计的地线系统可以有效降低电磁干扰。

地线应该尽量厚实，形成一个低阻抗的路径，以便将电流引导回源。

此外，地线的布局应符合电磁场传播的方向，避免出现回路共振。

2.分隔信号和电源线：为了避免信号引起电源线的干扰，应尽量将它们分隔布线。

如果信号和电源线必须穿越，那么应尽可能以垂直或交叉的方式进行布线。

3.组件布局：EMC设计中组件的布局也是重要的。

应将发射较强电磁干扰的组件(如高频放大器、开关电源等)远离敏感组件。

此外，应避免长线或环路，以减少电磁辐射。

4.屏蔽处理：对于发射强电磁干扰的组件或系统，可以采用屏蔽措施，如使用金属外壳或屏蔽盖。

屏蔽材料应选择导电性好的材料，并确保屏蔽与地线连接良好。

5.使用滤波器：滤波器可用于限制高频信号的传输，从而减少辐射和传导干扰。

在PCB设计中，可以使用滤波器对输入和输出信号进行滤波，尤其是在高速信号传输或高频噪声环境中。

整改方法：1.优化地线布局：如果发现地线布局存在问题，应重新考虑地线的布局方式。

可以通过增加地线的宽度和长度，减少电磁干扰。

2.重新布线：如果信号和电源线布线混在一起，可以尝试重新布线，将它们分隔开来。

这有助于减少信号对电源线的干扰。

3.添加衰减材料：如果存在辐射干扰，可以在关键区域添加衰减材料，如吸波材料或铁氧体材料。

这些材料可以吸收电磁辐射，并减少传导干扰。

4.优化组件布局：如果发现组件之间存在辐射干扰，可以尝试调整它们的位置。

将辐射干扰较大的组件远离敏感组件，减少电磁干扰的影响。

5.重新选择元件：如果一些元件的辐射干扰太大，可以尝试重新选择辐射干扰较小的元件。

数字电路PCB的EMI控制技术

数字电路PCB的EMI控制技术冼明肖文伟随着IC器件集成度的提高、设备的逐步小型化和器件的速度愈来愈高,电子产品中的EMI问题也更加严重。

从系统设备EMC/EMI设计的观点来看,在设备的PCB设计阶段处理好EMC/EMI问题,是使系统设备达到电磁兼容标准最有效、成本最低的手段。

本文介绍数字电路PCB设计中的EMI控制技术。

一、EMI的产生及抑制原理EMI的产生是由于电磁干扰源通过耦合路径将能量传递给敏感系统造成的。

它包括经由导线或公共地线的传导、通过空间辐射或通过近场耦合三种基本形式。

EMI的危害表现为降低传输信号质量，对电路或设备造成干扰甚至破坏，使设备不能满足电磁兼容标准所规定的技术指标要求。

为抑制EMI，数字电路的EMI设计应按下列原则进行：●根据相关EMC/EMI技术规,将指标分解到单板电路,分级控制。

●从EMI的三要素即干扰源、能量耦合途径和敏感系统这三个方面来控制，使电路有平坦的频响，保证电路正常、稳定工作。

●从设备前端设计入手,关注EMC/EMI设计,降低设计成本。

二、数字电路PCB的 EMI控制技术在处理各种形式的EMI时，必须具体问题具体分析。

在数字电路的PCB设计中，可以从下列几个方面进行EMI 控制。

1．器件选型在进行EMI设计时，首先要考虑选用器件的速率。

任何电路，如果把上升时间为5ns的器件换成上升时间为2.5ns 的器件，EMI会提高约4倍。

EMI的辐射强度与频率的平方成正比，最高EMI频率（fknee）也称为EMI发射带宽，它是信号上升时间而不是信号频率的函数：fknee =0.35/Tr (其中Tr为器件的信号上升时间)这种辐射型EMI的频率围为30MHz到几个GHz，在这个频段上，波长很短，电路板上即使非常短的布线也可能成为发射天线。

当EMI较高时,电路容易丧失正常的功能。

因此,在器件选型上，在保证电路性能要求的前提下,应尽量使用低速芯片，采用合适的驱动/接收电路。

以太网EMC接口电路设计及PCB设计

以太网EMC接口电路设计及PCB设计我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。

目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。

目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。

从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控制和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。

大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。

面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。

下图1以太网的典型应用。

我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线，下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。

图1 以太网典型应用1.图2网口变压器没有集成在网口连接器里的参考电路PCB布局、布线图，下面就以图2介绍以太网电路的布局、布线需注意的要点。

图2 变压器没有集成在网口连接器的电路PCB布局、布线参考a)RJ45和变压器之间的距离尽可能的短，晶振远离接口、PCB边缘和其他的高频设备、走线或磁性元件周围，PHY层芯片和变压器之间的距离尽可能短，但有时为了顾全整体布局，这一点可能比较难满足，但他们之间的距离最大约10~12cm，器件布局的原则是通常按照信号流向放置，切不可绕来绕去；b)PHY层芯片的电源滤波按照要芯片要求设计，通常每个电源端都需放置一个退耦电容，他们可以为信号提供一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振，为了让电容起到去耦和旁路的作用，故要保证退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路面积尽量小，保证引线电感尽量小；c)网口变压器PHY层芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短，分布电感最小；d)网口变压器接口侧的共模电阻和高压电容靠近中心抽头放置，走线短而粗（≥15mil）；e)变压器的两边需要割地：即RJ45连接座和变压器的次级线圈用单独的隔离地，隔离区域100mil以上，且在这个隔离区域下没有电源和地层存在。