差模辐射辐射抑制辐射干扰和辐射抗扰性环路面积电流大小在信号线PCB设计中的分析
抑制开关电源电磁干扰的措施
抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源，结合它们的耦合途径，可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰，把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中，跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 （亦称X 电容）用于滤除差模干扰信号，一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器，电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 （亦称Y 电容）则用来短路共模噪声电流，取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H，共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成，通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。
因此，即使在大负载电流的情况下，磁芯也不会饱和。
而对于共模干扰电流，两个线圈产生的磁场是同方向的，会呈现较大电感，从而起到衰减共模干扰信号的作用。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率（ du/ dt 和di/ dt ）。
采取吸收电路能够抑制EMI，其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2（ a）所示的RC 吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。
PCB的电磁兼容设计概述
PCB的电磁兼容设计概述引言电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指电子设备在不产生或不受外界电磁干扰的情况下，正常工作以及在其工作环境中不对其他设备产生电磁干扰的能力。
在PCB设计中，电磁兼容设计的重要性不言而喻。
本文将对PCB的电磁兼容设计概述进行讨论，包括EMC的基本原理、常见问题以及相应的解决方案。
电磁兼容的基本原理电磁兼容设计的基本原理是通过合理的电路布局、地线设计以及滤波等措施来减少电磁辐射和电磁感应干扰。
在PCB设计中，以下原则应被遵循：1. 电路布局在PCB的电路布局中，重要的电路组成部分应尽可能远离辐射噪声源。
此外，不同功能的电路应相互隔离，以避免彼此之间的干扰。
例如，高频电路和低频电路应分别布局在不同的地方，并通过光隔离、屏蔽罩等手段来相互隔离。
2. 地线设计地线是PCB中保证信号的可靠传输以及防止电磁干扰的重要组成部分。
良好的地线设计可以有效减少信号回流路径上的电磁辐射。
为了实现良好的地线设计，在PCB布线过程中，应遵循以下几点原则： - 尽量将地线和信号线走在同一层，减少信号与地线之间的交叉。
- 采用宽而短的地线，以降低地线的电阻和电感。
- 在PCB布线中，要避免地线回流路径过长，尽量使其短而直。
3. 滤波措施滤波是一种常用的减少电磁干扰的手段。
在PCB设计中，通过合理的滤波器设计可以有效滤除电磁噪声，从而提高系统的电磁兼容性。
常见的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
在选取滤波器时，应结合系统的实际需求来确定合适的滤波器类型和参数。
常见问题及解决方案在PCB设计中，存在一些常见的电磁兼容问题，下面将结合这些问题给出相应的解决方案。
1. 辐射噪声问题辐射噪声是指电子设备所产生的电磁波通过空气或其他传导介质传播到周围环境中产生的干扰。
为了减少辐射噪声，可以采取以下措施：- 合理规划PCB布局，将辐射噪声源与敏感电路部分分开。
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。
电磁兼容中三大类PCB布线设计详解
电磁兼容中三大类PCB布线设计详解从电磁兼容的角度，我们需要对以下四种布线加以关注：A 强辐射信号线（高频、高速、时钟走线为代表）B 敏感信号（如复位信号）C 功率电源信号D 接口信号（模拟接口或数字通信接口）一、单双面布线设计1.在单层板中，电源走线附近必须有地线与其紧邻、平行走线。
减小电源电流回路面积，减小差模环路辐射。
2.电源走线单面板或双面板，电源线走线很长，每隔3000mil 对地加去耦电容（10uF ＋1000pF）。
滤除电源线上地高频噪声。
3.Guide Ground Line对于单、双层板，关键信号线两侧应该布“Guide GroundLine”。
关键信号线两侧地“包地线”一方面可以减小信号回路面积，另外还可以防止信号与其他信号线之间的串扰。
4.回流设计在单层板或双层板中，布线时应该注意“回流面积最小化”设计，回路面积越小，回路对外辐射越小，并且搞干扰能力越强。
对于多层板来说，要求关键信号线有完整的信号回流，最后是GND 平面回流。
次重要信号有完整平面回流。
通过减小回路来防止信号串扰，同时降低对外的辐射。
5.直角走线PCB 走线不能有直角走线。
直角走线导致阻抗不连续，导致信号发射，从而产生振铃或过冲，形成强烈的EMI 辐射。
6.PCB走线粗细应一致。
粗细不一致时，走线阻抗突变，导致信号反射，从而产生振铃或过冲，形成强烈的EMI 辐射。
7.相邻布线层注意在分层设计时，应避免布线层相邻。
如果无法避免，应适当拉大两布线层上的平行信号走线会导致信号串扰。
线层之间的层间距，缩小布线层与其信号回路之间的层间距，布线层1与布线层2不宜相邻。
相邻布尽可能避免相邻布线层的层设置，无法避免时，尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线长度小于1000mil ，这样减小平行走线之间的串扰。
EMC知识总结
EMC知识总结电磁干扰(Electromagnetic Interference)，简称EMI，有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。
为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作，各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准，符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。
电磁兼容性EMC 标准不是恒定不变的，而是天天都在改变，这也是各国政府或经济组织，保护自己利益经常采取的手段。
EMC标准及测试国际标准1、国际电工委员为IEC2、国际标准华组织ISO3、电气电子工程师学会IEEE4、欧盟电信标准委员会ETSI5、国际无线电通信咨询委员CCIR6、国际通讯联盟ITU6、国际电工委员会IEC有以下分会进行EMC标准研究-CISPR：国际无线电干扰特别委员会-TC77：电气设备(包括电网)内电磁兼容技术委员会-TC65：工业过程测量和控制国际标准化组织1、FCC联邦通2、VDE德国电气工程师协会3、VCCI日本民间干扰4、BS英国标准5、ABSI美国国家标准6、GOSTR俄罗斯政府标准7、GB、GB/T中国国家标准EMI测试1、辐射骚扰电磁场(RE)2、骚扰功率(DP)3、传导骚扰(CE)4、谐波电路(Harmonic)5、电压波动及闪烁(Flicker)6、瞬态骚扰电源(TDV)EMS测试1、辐射敏感度试验(RS)2、工频次次辐射敏感度试验(PMS)3、静电放电抗扰度(ESD)4、射频场感应的传导骚扰抗扰度测试(CS)5、电压暂降，短时中断和电压变化抗扰度测试(DIP)6、浪涌(冲击)抗扰度测试(SURGE)7、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试(EFT/B)8、电力线感应/接触(Power induction/contact)EMC测试结果的评价A级：实验中技术性能指标正常B级：试验中性能暂时降低，功能不丧失，实验后能自行恢复C级：功能允许丧失，但能自恢复，或操作者干预后能恢复R级：除保护元件外，不允许出现因设备(元件)或软件损坏数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
开关电源差模电流辐射干扰的模拟与分析
l、引言： 开关电源的电磁干扰问题主要立括传导发射(conducted emission)干扰和辐射发时(radiated emission)干扰，电磁兼容中所谓的发射，是指"从源向外发出电磁能的现象"，与一般通信领域中人为的向外发射电磁波不同，开关电源中的发射常常是无意的，如果不加以控制，就会对周围的电子设备产生严重的干扰。随着开关电源的小型化、高频和高功率设计，闭合印制线回路引起的辐射干扰(差模干扰)己成为开关电源的主要辐射干扰源之一，研究闭合印制线回路的辐射规律对减小开关电源的辐射干扰有着重要的意义。 2、建立差模电流的辐射模型： 开关电源利用半导体器件的开和关工作，并以开和关的时间比来控制输出电压的高低，由于其通常工作在20KHz以上的开关频率工作，开关电源内的dv／dt、di／dt很大，产生严重的浪涌电压、浪涌电流和其它各种噪声。图1是典型的开关电源的简图和产生噪声的回路，含有大量高次谐波的噪声通过闭台回路向空间辐射电磁能量，即差模电流的辐对干扰。通常的闭合环形回路的形状都是不规则的，这里我们只讨论一般的模型，。 这是一种带有接地平面的正方形的闭合印制线环路，在回路的两端分别接有电压源和阻抗相等的源内阻、负载，当电压信号的频率较高时，这种结构与方环形天线是非常相似的，成为一种严重的辐射源。
3、数值模拟： 对于建立好的模型．可以通过电磁场的数值模拟软件来对其辐射特性进行分析。在这里我们使用Ansoft的HFSS(High Frequency Structure Simulator)来进行模拟。首先来研究这种闭合印制线回路的面积发生变化时其辐射特性如何发生变化。当差模辐射用小环天线产生的辐射来模拟时，在距离辐射回路为的远场的电场强度为E=131．6 ×106(fSI)(1／r)Sinθ(1)其中f（H2）为回路中电流信号的频率，S(m2)为回路面积，1(A)为电流强度，θ（0）为测量天线与辐射平面的夹角。我们根据图1所示的结构，取正方形闭合回路的边长分别为3cm、4cm、5cm、6cm和7cm进行模拟，信号频率为500MHz。图3(a)和图4分别为模拟得到的差模电流辐射的远场三维方向图(由于闭合回路的边长变化时其远场方向图是非常相似的，此处只给出边长为5cm时的方向图）和S-E曲线，从中可以很明显出由于印制线路板接地平面的存在使得差模辐射功率主要集中在接地平面上方，同时，远区辐射场的电场强度与回路面积呈线性变化关系(本文中的电场强度均指在闭合印制线回路最大辐射方向上的电场强度)，这与式(1)是完全符合的。 4、结果分析： 闭合印制线回路的面积越大，差模电流所产生的辐射干扰就越严重。但是同样面积的闭合印制线回路，如果回路形状发生变化，不再是正方形结构，其产生的辐射干扰效果一样会随着变化，甚至产生相当大的差异。图5显示了当闭合印制线回路的面积保持25m2不变时，矩形印制线回路源与终端所在的边分别为2cm、3cm、4cm和5cm时差模电流所产生的辐射干扰效果，且在频率为500MHz、1GHz和1．5GHz时分别进行考虑。显然，频率增高，相同结构的闭合印制线回路产生的辐射干扰跟着增强，并且随着频率增高差模电流的辐射能量逐渐向印制线路板的正面"转移"，，这是因为频率的增高使得接地平面相对于差模电流信号的电尺寸变大，从而对闭合印制线回路的辐射场产生更大的反射效果。更为重要的是，随着闭合印制线回路由正方形逐渐变化为越来越狭长的矩形，差模电流所产生的辐射干扰显著减小。也就是说，即使闭合印制线回路的面积相同。适当地改变其形状，使之越来越狭长，同样可以减小相同强度的差模电流的辐射干扰。 闭合印制线回路上流过的差模电流产生的辐射干扰在各个极化方向上的分布是不同的。图6是矩形印制线回路的源和终端所在的边为3(回路面积为25)时频率为1．5GHz差模电流的辐射干扰在X、Y、Z方向上的极化分量的三维方向图，从图中可以看到，X和Z方向上的极化分量主要集中于印制板正面的X轴的两侧，而Y方向上的极化分量主要集中于印制板的正上方区域，并且沿Y方向的极化分量最大，分别为X、Y方向极化分量的两倍左右，对于源和终端所在边为2cm、4cm和5cm时的闭合回路也是如此。 根据印制线路板上差模电流的辐射特性，开关电源设计人员在进行印制线路板和机箱内部结构设计的时候可以从以下几个方面来考虑：
做PCB时信号的一些概念
要做高速的PCB设计，首先必须明白下面的一些基本概念，这是基础。
1、什么是电磁干扰（EMI）和电磁兼容性(EMC)?(Electromagnetic Interference)，有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络。
在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
自从电子系统降噪技术在70年代中期出现以来，主要由于美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章，这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。
符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC（Electromagnetic Compatibility）。
2、什么是信号完整性(signal integrity)?信号完整性是指信号在信号线上的质量。
信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候，具有所必需达到的电压电平数值。
差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。
主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。
常见信号完整性问题及解决方法问题可能原因解决方法其他解决方法过大的上冲终端阻抗不匹配终端端接使用上升时间缓慢的驱动源直流电压电平不好线上负载过大以交流负载替换直流负载在接收端端接，重新布线或检查地平面过大的串扰线间耦合过大使用上升时间缓慢的发送驱动器使用能提供更大驱动电流的驱动源时延太大传输线距离太长替换或从新部线，检查串行端接使用阻抗匹配的驱动源，变更布线策略振荡阻抗不匹配在发送断串接阻尼电阻3、什么是反射(reflection)?反射就是在传输线上的回波。
信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。
PCB抗干扰设计原则
PCB抗干扰设计原则抗干扰是PCB设计过程中的一个重要方面，它能够提高电路板的稳定性和可靠性。
下面是PCB抗干扰设计的原则：1.高频信号引脚的设计：高频信号的传输需要注意信号的完整性，因此，设计时应将高频信号引脚与其他引脚分开布局，减少干扰。
同时，应尽量使用短而粗的跨地引脚，以减少电磁干扰（EMI）。
2.地线的设计：地线在PCB设计中起到了较大的作用，对抗干扰设计来说尤为重要。
因此，在设计过程中要注意减少地线的回路面积，缩短地线的长度，以减小地线的电感。
此外，为了提高抗干扰能力，尽量将地线压印在整个PCB板的一端，以减小传导电磁干扰的机会。
3.电源的设计：电源是电路工作的基础，因此在设计中应尽量减小电源线的电感和电阻。
为了减少电源的电磁辐射，可以采用地线反向的方式，将地线与电源线相互交叉布局。
此外，在PCB板上使用陶瓷电容器来去除高频噪声，还可以使用电源滤波器减小电源中的干扰。
4.信号线的设计：在布线过程中，要注意避免信号线与电源线、高频线等产生相互干扰。
这可以通过增加信号层间引线的间隔、增加层间间距、并避免信号线垂直穿越分界线来实现。
另外，还可以通过正确的布线方法，如降噪和阻抗匹配，来提高信号线的抗干扰能力。
5.屏蔽的设计：在PCB设计中，可以使用屏蔽罩、屏蔽墙或金属壳等方法来有效地抑制电磁辐射和干扰。
屏蔽罩通常用于高频电路设计中，能够有效地隔离电磁波和电磁噪声。
屏蔽墙可以将电路分成几个部分，从而减小干扰的传播。
金属壳可以用于对敏感电路的保护，阻止外部电磁场的侵入。
6.地线平面的设计：地线平面的设计是PCB抗干扰设计中非常重要的一环。
通过在PCB的每一层上布置地线平面，可以形成一个良好的电磁屏蔽结构，减小信号线和地线之间的干扰。
此外，地线平面的设计还可以缩短地线的长度，减小地线电感，提高信号的完整性。
7.综合布线的设计：在整个布线过程中，还要考虑信号线和地线之间的距离、平行度和角度等因素，以减小互相干扰。
PCB布线中的抗干扰策略
PCB布线中的抗干扰策略在PCB布线过程中，抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。
干扰可以来自各种源，如电磁辐射、电源波动、信号串扰等，它们对电路的稳定性和性能产生严重影响。
为了减少干扰，以下是几种常见的抗干扰策略。
首先，正确的布线规划是实施抗干扰策略的基础。
布线规划需要充分考虑信号和电源线的分布，尽量减少信号线和电源线的交叉与平行。
此外，应将高频信号线与低频信号线相分离，并确保信号线与地线之间的间距合适。
第二，良好的地线设计非常重要。
地线是PCB布线中最重要的组成部分，它提供了一个良好的参考平面，减少了电磁干扰的影响。
地线需要足够宽，并保持连续性以减少阻抗。
此外，地线应尽可能靠近信号线，形成一对互补的传输线，以减小信号回路面积，降低串扰的可能性。
第三，适当的屏蔽技术也可以有效地抵御干扰。
屏蔽技术通常在高频信号线上使用，通过在信号线周围添加屏蔽层来阻挡外部干扰的进入。
屏蔽层可以是金属箔、银浆、导电性涂料等材料的一层或多层。
屏蔽层应与地线连接以形成一个闭合的回路，确保外界干扰信号被引导到地。
第四，电源管理是抗干扰策略的一个重要方面。
电源的稳定性对于整个电子系统的正常运行至关重要。
为了减少电源波动引起的干扰，可以采取以下措施：合理的电源布置、降低电源噪声的滤波和去耦电容、选择稳定性好的电源模块等。
此外，还有一些其他的抗干扰策略值得一提，如适当的阻抗匹配、减小回路面积、选择低噪声元件等。
在实际布线过程中，还需要充分利用仿真软件进行模拟验证，以确保布线方案的可行性和有效性。
总结来说，PCB布线中的抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。
通过正确布线规划、良好的地线设计、屏蔽技术的使用、电源管理和其他一系列策略的综合应用，可以有效地减少电子设备受到的干扰，提高电路的稳定性和性能。
在实际应用中，还需要根据不同的应用场景和需求进行定制化的抗干扰策略设计。
PCB电磁干扰
PCB电磁干扰摘要：PCB电磁干扰是指在印刷电路板（PCB）设计和制造过程中，电子元器件之间的相互影响所产生的不良结果。
本文将深入探讨PCB电磁干扰的原因、影响及其解决方法，旨在提供有关PCB电磁干扰的详细信息。
第一部分：简介1.1 PCB电磁干扰的概念PCB电磁干扰是指在PCB设计、制造和使用过程中，由于电子元器件之间的相互作用而产生的电磁干扰。
这种干扰可能会导致电路的不正常运行、信号的失真以及系统性能的降低。
1.2 PCB电磁干扰的分类根据发生的位置，PCB电磁干扰可分为三种类型：传导干扰、辐射干扰和地线引起的干扰。
传导干扰是指通过导体和线缆相互作用而传递的干扰。
辐射干扰是指电磁波通过空气传播，干扰附近的电子设备。
地线引起的干扰是指由于接地不良而产生的干扰。
第二部分：PCB电磁干扰的原因2.1 PCB设计不合理在PCB设计过程中，存在一些设计不合理的因素会导致电磁干扰的发生。
例如，布线不合理、接地不良、信号线和电源线之间的交叉干扰等。
2.2 电子元器件选用不当电子元器件的选用也会导致PCB电磁干扰的发生。
比如选择工作频率相近的元器件、选择功率较大的元器件等，都可能会增加电磁干扰的风险。
2.3 PCB制造过程中的失误在PCB制造过程中，如果出现制造过程中的失误，例如不正确的焊接、不良的黏贴工艺等，都可能会导致电磁干扰的发生。
第三部分：PCB电磁干扰的影响3.1 电路的不正常运行电磁干扰可能会导致电路的不正常运行，例如信号失真、电路崩溃等。
3.2 系统性能的降低当电磁干扰发生时，系统的性能可能会受到影响。
例如，通信系统中的干扰可能会导致信号质量下降，电源供应系统中的干扰可能会导致电源波动。
3.3 对周围设备的影响PCB电磁干扰可能会对周围的其他电子设备造成影响，例如无线通信设备、医疗设备等。
第四部分：PCB电磁干扰的解决方法4.1 PCB设计上的解决方法在PCB设计过程中，可以采取一些解决方法来减少电磁干扰的发生。
3C认证中的PCB设计
3C认证中的PCB设计江苏国光信息产业股份有限公司李银玉摘要：信息产品3Ｃ认证是国家强制性认证,其整机设计应符合国标GB4943(信息技术设备的安全)、GB9254(信息技术设备的无线电骚扰限值和测量放法)、GB17618(信息技术设备抗拢度限值测量方法)等标准的规定，其中有耐压、绝缘、阻燃、电磁辐射发射、电磁敏感度等几大方面二三十项技术要求，所以在产品设计时就应预先考虑、精心统筹设计。
而PCB是整机元器件的支撑件、联接件、又是能量核心所在地，所以PCB的３Ｃ认证设计是信息产品设计的关键性设计。
本文从安全性、电磁兼容性、可靠性、工艺性四方面出发，阐明了相关应用理论和强制规定，结合多年的工作实践，提出了PCB设计过程中选材、布局、主要元器件的选择及地线、电源线、信号线的布线规则、及其相关注意事项，以文字和图表形式，例举了不同形式、不同线路组合的PCB设计优秀方案及其主导设计思想，并分析了不良设计的原因及克服方法，供有关设计人员参考应用。
关键词：绝缘阻燃爬电距离危险电压安全特低电压接地电阻差模辐射环流面积共地阻抗共模辐射、静电、浪涌冲击。
PCB设计是整机3C认证设计的关键设计，其设计应充分考虑到整机的安全性、可靠性、电磁兼容性和工艺性诸多要素，根据目前IT行业整机产品越来越精密、越来越复杂的特点，要符合国标GB4943、GB9254、GB6833、GB17168等标准的规定，其中耐压、绝缘、阻燃、电击、电磁辐射发射、电磁敏感度等几大方面，二三十项技术要求，必须在产品设计时就预先考虑，精心统筹设计，才能做好。
设计人员、工艺人员在设计、工艺方案中必须体现出来，才能较好地实现3C认证设计，PCB是整机元器件的支撑件又是联接件，能量核心所在，所以成为整个3C认证设计的关键设计。
新品设计时，在整机外形、结构及充分考虑产品应达到的功能情况下，统筹兼顾，确定印制板的毛坯尺寸，这就划定了PCB设计的舞台，设计随即可运作开始。
PCB设计中的电磁干扰问题
PCB设计中的电磁干扰问题电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI）是在电路和系统中常见的问题，特别是在PCB（Printed Circuit Board）设计中。
PCB设计中的电磁干扰问题具有重要意义，因为电磁干扰可能导致电路性能下降，甚至造成设备故障。
本文将探讨PCB设计中电磁干扰的原因、影响以及解决方法。
一、电磁干扰的原因在开始讨论电磁干扰问题之前，我们需要了解电磁干扰的产生原因。
电磁干扰主要由两个方面引起：辐射和传导。
1. 辐射干扰辐射干扰是指电路或设备本身产生的电磁波辐射，干扰了周围的电路或设备。
辐射干扰的主要原因包括信号线的高频振荡、电源电压的突变、PCB布局和接地设计不当等。
2. 传导干扰传导干扰是指电磁波通过电路连接导线（如供电线、信号线等）进入电路或设备，干扰了正常的电路信号传输。
传导干扰的主要原因包括电源线和信号线的布局不当、共模干扰、地线回路不完整等。
二、电磁干扰的影响电磁干扰对PCB设计和整个电子系统带来了多方面的影响。
1. 性能下降电磁干扰可能导致电路性能下降，例如信号失真、噪声增加、抖动等。
这些问题会严重影响电路的可靠性和稳定性。
2. 系统故障严重的电磁干扰可能导致电子系统的故障。
例如，电磁辐射干扰可能导致无线通信设备的接收机无法正常接收信号，传导干扰可能导致模拟信号与数字信号互相干扰，从而导致数据错误或丢失。
三、解决电磁干扰的方法为了解决PCB设计中的电磁干扰问题，工程师可以采取一系列的措施。
1. 合理布局合理的PCB布局对于减小电磁干扰影响至关重要。
首先，信号线和电源线应分开布局，信号线和地线应尽量平行布局。
其次，应将高频信号线与低频信号线分开布局，以避免它们之间的相互干扰。
另外，还需要注意电路板的尺寸和形状，合理设计电路板的大小以及内部元件的摆放位置。
2. 适当屏蔽对于一些特别敏感的电路或设备，可以考虑使用屏蔽罩或屏蔽材料来降低电磁辐射干扰。
EMC实验中RE理论干扰源的详细资料分析
EMC实验中RE理论干扰源的详细资料分析
前言
RE实验是EMC实验中非常容易出问题的一类实验，几乎每一款产品都会存在辐射超标的问题，而RE实验的整改也往往是非常耗费时间的，没有一个清晰的，系统性的整改思路，往往会使问题反反复复。
下面介绍一些理论知识及分析方法。
电磁干扰问题包含三要素，即干扰源，干扰路径和敏感设备。
在RE测试中，接收机就是敏感设备，接收测试样件内部产生的并且由空间（干扰路径）辐射出来的电磁波，再参考相应的产品标准来判断是否通过试验。
分析辐射发射问题可以从三要素角度分析，去掉其中一个要素就可以解决辐射发射的问题。
今天主要介绍干扰源。
1．辐射是如何产生的？
产生电磁辐射的两个必要条件是时变驱动源和天线。
由奥斯特实验可知，磁场是由电流产生的，通电导线周围会产生磁场，磁场正比于电流，反比于离开导体的距离且磁场方向与电流方向有关。
所以需要注意的是辐射发射中的时变驱动源指的是时变电流源，电流可以产生磁场，而电压不能。
按照麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场产生磁场，周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。
变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场；电磁场由近及远地传播，就形成电磁波。
电磁波具有3个基本量：幅值、频率和相位。
电磁波的传播速度是光速，C=λf，C=3*108m/s，f为频率，单位Hz, λ指波长，单位是m。
在低频的电磁振荡中，电磁之间的相互作用比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有辐射出去；在高频的电磁振荡中，电磁互变很快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是。
PCB常用抗干扰措施
PCB常用抗干扰措施PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品中承载电子元器件的重要组成部分。
在电子设备中，由于各种原因，如电磁干扰、射频干扰以及其他外部因素的影响，容易导致PCB上的信号质量下降，甚至引起设备的故障。
因此，在PCB设计中采取适当的抗干扰措施是非常重要的。
下面将介绍一些常用的PCB抗干扰措施。
1.布局设计：-尽量将高频、高速信号层与低频、低速信号层分开。
这样可以避免高频信号对低频信号的干扰。
-合理安排电源、地线和信号线的走向，避免信号线与电源线、地线的交叉。
-采用星状接地布局，将各个部分的地线通过一个中央地连接起来，减少回路面积。
-注意防止较大功率器件附近的信号线受到干扰。
2.信号层设计：-使用不同信号层进行分区，将高速信号、低速信号、模拟信号和电源线分别布局在不同的层上，以减少互相之间的干扰。
-控制信号线走线的长度和走向，缩短信号线的长度以减少传输延迟和干扰。
3.电源与地线设计：-采用低电阻、宽线宽的电源和地线，以降低电阻和电压下降，提高电源和地线的传导能力。
-在电源和地线上使用分布式电容、电感和滤波器，以进行滤波和抑制高频噪声。
4.屏蔽设计：-使用屏蔽罩和金属盖板来封闭敏感的电路，减少外部电磁干扰的影响。
-在PCB表面涂布屏蔽漆，以提高整个板的屏蔽效果。
-在高频、高速信号线旁边布置地线屏蔽。
5.减弱干扰设计：-对敏感信号线进行差分传输设计，通过差分信号线的抗干扰能力，减少外界噪声的影响。
-在输入输出端口使用串联电阻和滤波器，抑制输入或输出线上的高频噪声。
6.接地设计：-使用恰当的接地技术，避免地网产生回路共振和地回路的干扰。
-在PCB上布置大面积的地面铺铜，减少电磁辐射和抗干扰能力。
7.使用抗干扰元件：-在信号线上使用滤波器、电容器等元件，以滤除高频噪声。
-在输入输出端口使用保护器件，防止电压过高或过低导致的干扰。
总之，通过合理的布局设计、信号层设计、电源与地线设计、屏蔽设计、减弱干扰设计、接地设计和使用抗干扰元件等措施，可以有效提高PCB的抗干扰能力，保证电子设备的正常运行。
硬件EMC设计规范1_华为内部资料
硬件EMC设计规范1_华为内部资料本规范只简绍EMC的主要原则与结论，为硬件⼯程师们在开发设计中抛砖引⽟。
电磁⼲扰的三要素是⼲扰源、⼲扰传输途径、⼲扰接收器。
EMC 就围绕这些问题进⾏研究。
最基本的⼲扰抑制技术是屏蔽、滤波、接地。
它们主要⽤来切断⼲扰的传输途径。
⼴义的电磁兼容控制技术包括抑制⼲扰源的发射和提⾼⼲扰接收器的敏感度，但已延伸到其他学科领域。
本规范重点在单板的EMC 设计上，附带⼀些必须的EMC 知识及法则。
在印制电路板设计阶段对电磁兼容考虑将减少电路在样机中发⽣电磁⼲扰。
问题的种类包括公共阻抗耦合、串扰、⾼频载流导线产⽣的辐射和通过由互连布线和印制线形成的回路拾取噪声等。
在⾼速逻辑电路⾥，这类问题特别脆弱，原因很多：1、电源与地线的阻抗随频率增加⽽增加，公共阻抗耦合的发⽣⽐较频繁；2、信号频率较⾼，通过寄⽣电容耦合到布线较有效，串扰发⽣更容易；3、信号回路尺⼨与时钟频率及其谐波的波长相⽐拟，辐射更加显著。
4、引起信号线路反射的阻抗不匹配问题。
⼀、总体概念及考虑1、五⼀五规则，即时钟频率到5MHz 或脉冲上升时间⼩于5ns，则PCB 板须采⽤多层板。
2、不同电源平⾯不能重叠。
3、公共阻抗耦合问题。
模型：VN1＝I2ZG 为电源I2 流经地平⾯阻抗ZG ⽽在1 号电路感应的噪声电压。
由于地平⾯电流可能由多个源产⽣，感应噪声可能⾼过模电的灵敏度或数电的抗扰度。
解决办法：①模拟与数字电路应有各⾃的回路，最后单点接地；②电源线与回线越宽越好；③缩短印制线长度；④电源分配系统去耦。
4、减⼩环路⾯积及两环路的交链⾯积。
5、⼀个重要思想是：PCB 上的EMC 主要取决于直流电源线的Z 0C→∞，好的滤波，L→0，减⼩发射及敏感。
如果< 0.1Ω极好。
⼆、布局下⾯是电路板布局准则：1、晶振尽可能靠近处理器2、模拟电路与数字电路占不同的区域3、⾼频放在PCB 板的边缘，并逐层排列4、⽤地填充空着的区域三、布线1、电源线与回线尽可能靠近，最好的⽅法各⾛⼀⾯。
EMC十三条设计参考规则
《PCB Layout EMC 设计参考规则》1、 概述经验告诉我们，修改PCB layout 成功解决EMI 的案例很多， PCB 已成为EMI 设计的关键。
总结多年的经验，得出13条经典的设计规则。
希望通过理解和运用13条经典 EMI 规则，并在PCB layout 过程中进行控制，减少PCB 修改次数，提高研发效率。
本规则针对高速数字信号PCB 设计，适用于双面板、四层板及多层板。
2、 EMI 噪声模型差模计算公式：E=1.316×10-14（f 2·A·I）/rf ，差模电流的频率，单位是Hz ； A ，差模电流的环路面积，单位是m 2；I ，差模电流强度，单位是A ；r，观察点到差模电流环路的距离，单位是m。
共模计算公式：E=1.26×10-6（f ·I·l）/rf，共模电流频率，单位是Hz；I，共模电流，单位是A；l，电缆长度，单位是m；r ，测量天线到电缆的距离，单位是m 。
3、抑制共模辐射设计共模辐射是 EMI 最主要的干扰，通常是由于电路板地的“不平整”导致的，或者连接 Cable 线两端地电位的高低差而导致连接线变成辐射天线。
线路板则是由于地阻抗而引起电位高低不平，从而能量由高到低有了辐射的条件。
所以PCB 排版时要特别注意 PCB 地阻抗问题，从而减小其产生的干扰。
减小共模辐射常用的方法：（1）降低地阻抗以减小地电位差；（2）使用去耦电容 ；（3）使用铁氧体磁环 ；（4）使用共模滤波器（电源/信号）3.1 抑制共模辐射的PCB设计①、双面板尽量减少Bottom层走线，保证信号流向的地平面连续，不产生明显的地平面分割；②、四层及多层板应有完整的地网络平面层；③、良好的螺丝孔接地设计，保证螺丝孔与整机的系统地良好接触；④、高速信号的Cable线端的地平面尽量完整并与系统地良好接触，比如增加接地泡棉、增加接地片（建议深入了解整机结构，了解整机接地设计）⑤、保证IC每个供电管脚都有退藕电容设计；⑥、四层板及多层板电源分区四周增加退藕电容，避免电源平面与地平面产生谐振；4、抑制差模辐射设计信号流出至信号流入形成信号环路,每个环路都相当于一个天线，这是差模干扰发生原因，也是PCB 设计中EMI 控制的关键。
PCB的电磁辐射研究
３２单 层 或 双 层板 如 何 减 小环 路 的 面积 ．
低 电磁 辐射 的 方法 。
关键词 ：电磁 兼容 ；差 模 ；共模
２ Ｈ 以上 。差模辐射是 由于 电路工作 电流在信号环 Ｍｚ
路 中流 动所 产生 的 电磁辐射 ，差模噪 声是通 常意
线路板 在 进 行 电磁 兼 容性 设计 时有 两方 面要 求 ， 一方面 保 证 电路 能够 可靠 工 作 ，具 有较 高 的 扰 骚扰 能 力 ，另一方 面还 需尽 量减 少线 路板 的 电
磁辐射 ， 以避 免干扰 其 他 电子 设备 的正常工 作 。
义 上 的 噪声 ， 发 生 在输 入 、输 出线 和 其 回线 之 间，频 率 般不超过２ Ｈ ［ ３。 由于共 模 电流 的 Ｍｚ ２ ｌ — 方 向相 同 ，产生 的 电磁 场相 互叠 加 ；而差模 电流 的方 向相反 ，所 以产 生 的 电磁场 可 以相互抵 消 ， 因此 ，通常 幅度 比差 模 电流 小几 个数 量级 的共模
，为差 模 电流 频 率 ，Ｄ为测试 点距 离 差模 环路 的 根据 辐射 驱 动 电流 的模 式 ，辐 射有 共模 和 差 距 离 Ｌ］ ）分 析 ３。 可知 ，可 从通 过 减 小差 模 电流 模辐 射两 种 。共模 辐射 是 由 于传 输信 号 的导体 的 ， 、差模 电流的环路而积Ａ 以及 降低频率， Ｌ 个方面 电位 与邻 近 导体 的 电位 不 同所 产 生 的辐 射 ，哭模 减 小 差模 辐 射 。 但 降低 频 率 的 方法 往 往 会 受 限
pcb电磁兼容要求
pcb电磁兼容要求PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的电磁兼容性（EMC，Electromagnetic Compatibility）要求是确保电子设备在不同电磁环境中稳定运行并避免对其他设备产生干扰的重要方面。
以下是PCB电磁兼容性方面的一些常见要求和注意事项：1.电磁干扰抑制：-PCB应设计为在设备内部有效抑制电磁干扰，防止设备内部的信号相互干扰。
-使用屏蔽罩、滤波器和隔离元件等措施，减小电磁辐射和传导。
2.辐射和传导干扰控制：-控制PCB上导线的长度、走线方式和布局，以减小电磁辐射。
-使用地平面和电源平面来控制传导干扰。
-避免并行导线和高速数字信号线与敏感模拟信号线交叉。
3.防护与屏蔽：-对敏感信号线进行屏蔽，使用屏蔽罩和屏蔽层等。
-采用合适的地线设计，确保地的连通性和均匀性。
4.耦合和共模噪声抑制：-通过合适的电源线滤波器、差模和共模电感器等元件来抑制耦合和共模噪声。
-确保模拟和数字地域的适当隔离。
5.接地设计：-采用低阻抗的地线设计，确保设备内部地的均匀性。
-避免接地回流路径上的闭环。
6.抑制电磁脉冲：-使用合适的电源电容和电源电感器，抑制电磁脉冲。
-采用电源线滤波器，控制电源谐波。
7.标准符合：-遵循相关的EMC标准和规范，例如，EN55022、EN55024等。
-对PCB进行EMC测试，确保其符合适用的标准。
以上是一般性的PCB电磁兼容性要求，具体的要求可能会根据应用领域、产品类型和所处的电磁环境等因素而有所不同。
在设计PCB时，密切关注这些要求可以提高产品的可靠性和稳定性。
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。
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差模辐射辐射抑制辐射干扰和辐射抗扰性环路面积电流大
小在信号线PCB设计中的分析
标签: 环路面积辐射抑制信号线辐射干扰电流大小谐波测量电磁特性
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差模辐射和辐射抗扰性在PCB设计中的分析
在印制电路板设计阶段进行电磁兼容性(EMC)设计非常重要。
分析了引起数字差模辐射干扰的原因，提出了印制电路板设计中相关问题的解决方法，介绍了较好的元器件布置及地线、电源线和信号线的设计。
关键词：差模辐射；电磁干扰；印制电路板
引言
随着现代电子科技的发展，芯片的高速化和集成化，促使各种电子设备系统内外的电磁环境愈加复杂，对电路板设计中的电磁兼容技术要求更高。
电磁兼容辐射干扰问题主要来自电路中的电流突变产生的磁场变化或电压突变产生的电场变化。
差模辐射作为辐射干扰源的一种，是由电路中传送电流的导线所形成的环路产生的，。
这些环路相当于可产生磁场辐射的小型天线。
尽管电流环路是电路正常工作所必需的，但为了限制辐射发射，必须在设计过程中对环路的尺寸与面积进行控制。
印制电路板是构成数字电子设备的基础，。
为保证它的电磁兼容性，布线和设计应使得板上各部分电路相互间无干扰，。
对外的辐射发射尽可能降低达到有关标准的要求。
差模辐射
差模辐射的情况可以用一个小型环状天线来模拟，如图1所示。
对于一个环路面积为A，电流为I的小型天线，在自由空间中距离r处(远场区)测量到的电场E 的大小表示为:
上式中电场强度E的单位是V?m，频率f的单位是Hz，面积A的单位是m2，电流I的单位是A，距离r的单位是m。
式(1)中的第一项是个常量，代表传输介质的特性，第二项定义了辐射源的特性，也就是环状天线的特性;第三项则描述了从辐射源向远处传播时的衰减特性;最后一项表示的是测量天线以辐射平面为参考的角度方向。
式(1)适用于自由空间中的小型环状天线，但大多数电子产品的辐射测量都在地平面上的开阔场地进行，过多的地面反射可能使辐射发射的测量结果变大，最大可达6dB。
因此，计算时公式(1)必须乘以修正系数2。
假设所有反射的方向相同，对地面反射进行校正，可将式(1)重写为:
式(2)表明，辐射发射大小与电流I、信号频率f的平方以及环路面积A成正比。
所以，可以用以下方法来控制辐射发射:(1)减小环路面积;(2)减小天线上的电流大小;(3)减小电流信号频率或电流的谐波分量。
如电流波形不是正弦波，则计算之前必须首先确定该电流的傅里叶级数。
差模辐射的抑制
环路面积
控制差模辐射的方法是使电流所包围的环路面积最小。
在布放信号线与其相应的地回流线时，两者尽量相互靠近。
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对于时钟布线、背板布线和电缆互连，这点尤其重要。
环路电流
电流大小与驱动环路的电路源阻抗有关，同时还与终结环路的负载阻抗有关。
通常，可以用宽带电流探头对环路电流进行测量。
测量时需要增加与PCB布线串连的导线，。
长度以刚好夹在电流探头上为宜。
傅里叶级数
因为数字电路采用方波信号，所以在应用式(2)计算辐射发射之前，必须首先已知电流的傅里叶级数。
对于对称的方波，第n次谐波电流大小可以用式(3)来表示:
I是波信号的峰-峰值，。
d是信号的占空比，tr是信号的上升沿时间，T是信号的周期。
计算差模辐射发射理论值，可根据式(3)确定每次谐波所含电流大小，接着将该电流值和各自响应的频率带入式(1)进行计算，依次重复，直到完成所有谐波频率的计算。
在PCB设计中的应用
电路板布局的差模辐射抑制
首先，应努力控制信号与瞬态电源电流形成的每一个环路面积，使其最小，特别是作为主要辐射源的传输系统时钟电路。
时钟信号通常也是系统中频率最高的信号，其所有能量都集中在基波与其谐波组成的窄频带内，因此，所有时钟线都应该有毗邻的地回流线，这样就能够使总时钟环路面积小于几平方厘米。
图2是一
典型的计算装置产生的辐射发射频谱图，虽工作条件不同，但其最大发射几乎相等。
多层电路板的差模辐射抑制
如果是多层板，使回流电流在地平面上流动，并沿着与信号导线相同的路径流动，这样可使线路的电感最小，环路的面积由信号导线的长度以及信号层与地面之间的距离决定。
由于这种设计成本偏高，所以常采用接地网格方法控制辐射发射。
背板的差模辐射抑制
数字系统中，连接各功能板信号的背板也是产生差模辐射的主要来源。
因此，背板上的时钟线等高频强信号和易受干扰的微弱信号线应安排在背板内部的两个地层之间，且强弱信号线分属不同的内部信号层。
只有一个内部地层的背板，应将时钟信号线布在靠近内部地层的元件面一侧。
互连电缆的差模辐射抑制
板间或单元内的电缆布线也是一种差模辐射发射源。
所以，应采用带屏蔽层的电缆。
屏蔽电缆中按照减小差模辐射能力强弱排序依次为:光纤、同轴电缆、三芯电缆、双绞线和带状电缆。