先进EMC的PCB设计与布局
PCB设计指南安规布局布线EMC热设计工艺
PCB设计指南安规布局布线EMC热设计工艺一、安规设计指南1.排放与抗干扰：设计时要遵循电磁兼容性（EMC）要求，减少干扰和辐射。
2.安全性：设计时要防止电气风险，如电流过大、电压过高等。
3.温度：要合理选择电子元器件和散热设计，确保温度在承受范围内。
4.防静电：要考虑静电的影响，采取防静电措施，避免故障发生。
二、布局布线设计指南1.分区和分层：将电路板分为不同的区域，根据功能和信号分类布局。
同时要注意分层，将信号层和电源层分开，以减少相互干扰。
2.信号传输和电源供给路径：要确保信号传输的路径短而直接，减少信号损耗和干扰。
同样地，电源供给路径也要短，减少电源噪声。
3.模拟和数字分离：要将模拟和数字信号分离，以减少相互干扰。
4.敏感元器件的布局：对于敏感元器件，要避免附近有高功率元器件或高频电路，以免干扰。
三、EMC设计指南1.接地和屏蔽：要合理设计接地，保持电路板的屏蔽性能。
2.滤波：在输入输出端口处使用滤波电路，减少干扰信号。
3.压控振荡器(VCXO)和时钟信号：尽量避免共用时钟信号，以减少互相干扰。
4.线长匹配：在布线时，尽量保持信号线的长度一致，减少信号延迟和不对称。
四、热设计指南1.确保散热：根据电子元器件的功耗和环境温度，提供足够的散热方式，如散热片、散热模块等。
2.正确安排元器件：根据功耗和散热要求，合理安排元器件的布局，避免过度堆叠。
3.电源供给：合理设计电源供给路径，降低功耗和损耗。
5.散热风扇：必要时可以添加散热风扇，增加散热效果。
五、工艺设计指南1.线宽和间距：根据设计规格和工艺要求，选择合适的线宽和间距。
2.流程控制点：合理布置工艺控制点，确保生产过程中的质量控制。
3.焊盘设计：合理设计焊盘尺寸和形状，以便于焊接和维修。
4.层间连接：采用适当的层间连接方式，如通孔或盲孔。
PCB设计是一个综合考虑各个方面的过程，上述只是一些主要指南，具体还要根据具体情况进行调整。
合理的PCB设计可以提高产品的性能和可靠性，减少故障出现的可能性，因此在进行PCB设计时要充分考虑这些指南。
改善EMC的PCB设计
改善EMC的PCB设计EMC（电磁兼容性）是指电子设备在电磁环境中，能够正常工作且不对周围环境产生电磁干扰。
在PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）设计中，提高EMC性能对于确保设备正常运行至关重要。
下面将提供一些改善EMC的PCB设计的方法。
1.地线设计和布局地线是实现电磁屏蔽和减少辐射的关键因素。
在PCB布局中，要确保地区域的大小足够满足设备要求，并且要与其他信号线和功率线保持足够的距离。
通过采用良好的地线布局和连接，可以减少电磁回流路径，从而减小辐射噪声。
2.分割和层次化布局使用多层PCB设计可以有效地隔离不同功能模块之间的干扰。
将模拟和数字信号引脚分开，并使用不同的地面和电源平面层进行分割。
通过层次化布局，可以减少不同信号层之间的相互干扰。
3.排线和长度匹配电磁辐射和抗扰度问题常常与排线和长度不匹配有关。
在PCB设计中，应尽量避免直角和尖锐的信号线转弯，并将信号线的长度匹配到尽可能相似的长度。
此外，通过差分信号线技术可以减少同轴线干扰。
4.电磁屏蔽和滤波器在PCB布局中，可以使用电磁屏蔽罩来减少辐射噪声。
合理安排滤波器的位置，以消除电子设备中的高频噪声和EMI干扰，同时确保信号质量。
5.引脚布局和连接合理的引脚布局和连接可以使信号线和功率线更好地分离，减少互相干扰的可能性。
通过优化引脚交叉点的布局，可以减少接地和电源回路之间的交叉干扰。
6.整体系统测试和仿真在进行PCB设计之前，可以使用电磁仿真软件对整个系统进行测试。
通过模拟和优化关键信号线和功率线，可以提前检测到潜在的EMC问题，并采取相应的改进措施。
通过采用上述方法，可以改善EMC的PCB设计，提高设备的电磁兼容性。
然而，需要注意的是，每个设计都具有其特定的要求和限制，因此在实际设计过程中，还需要根据具体情况进行适当的调整和优化。
同时，密切关注相关的行业标准和法规要求，确保设计符合相关的EMC标准。
从分层布局及布线三方面详解EMC的PCB设计技术
从分层布局及布线三方面详解EMC的PCB设计技术一、分层布局：1.地平面层：在PCB设计中，地是一个非常重要的层。
在地层上尽可能铺设连续的铜层，以提供良好的接地。
通过增加地平面层的面积，可以有效地减少电磁波辐射。
2.信号层分区：将PCB划分为不同的信号层，防止信号之间的相互干扰。
可以将高频信号和低频信号分开布局。
通过合理划分和分层，可以减少信号之间的串扰现象。
3.电源和地的分离：在分层布局时，应将电源和地分离开来，以避免互相干扰。
过高的开关频率会对系统性能产生负面影响，分离电源和地可以减少干扰。
4.电源线和信号线的分离：在布局时，应尽量将电源线和信号线分开布局，特别是高频信号线，以避免互相干扰。
5.增加过滤器：可在布局时增加滤波器来抑制电磁辐射。
通过使用滤波器，可以滤除不必要的高频噪声和电磁辐射。
二、布线技术：1.信号线的走线：应尽量减少信号线的长度，避免走线过长产生较大的信号损耗。
同时，信号线尽量避免与高频信号线和电源线平行走线，以减少干扰。
2.稳定电源线：为保证电路板的稳定工作，电源线应尽量粗，以降低电阻和电感。
此外，尽量使用分压方式供电，以减少电流峰值。
3.差分信号线的布线：差分信号线是为了抵消由于磁场引起的干扰信号。
差分信号线应尽量保持平衡状态，并要避免与其他信号线平行布线。
4. 平面回线的设计：在布线时，应尽量避免平面回线（ground loop）的产生。
平面回线会导致电磁波的较大辐射和干扰。
5.电磁屏蔽：可以在布线时增加电磁屏蔽结构，如地层、屏蔽罩等，以吸收或屏蔽电磁辐射和干扰信号的产生。
综上所述，分层布局和布线技术是在PCB设计中提升EMC能力的重要方面。
通过合理的分层布局和布线，可以减少电磁辐射和干扰，提高电子设备的抗干扰能力和电磁兼容性。
从分层布局及布线三方面详解EMC的PCB设计技术
从分层布局及布线三方面详解EMC的PCB设计技术首先是分层设计。
在PCB设计中，分层是一种常用的电磁干扰控制手段。
通过将不同功能的信号和电源分配到不同的层次上，并通过适当的层与层的综合接地实现对电磁干扰的控制。
常见的分层设计方法有：1.信号层与电源层分离：将信号和电源层相互分离，通过适当的综合接地，避免信号层上的信号通过电源层传播而产生干扰。
2.分层布局：将不同功能的电路分布在不同的层次上，如将高速信号布局在内层，将低速信号和电源布局在外层，从而避免高速信号对低速信号和电源的干扰。
3.天线与信号层隔离：在多层PCB设计中，为了控制电磁干扰，可以将天线和信号层相互隔离，避免天线上的信号干扰到其他信号层。
其次是布局设计。
正确的布局设计可以减少电磁干扰的产生和传播。
以下是一些布局设计技术：1.信号路径优化：合理规划信号的走向，避免信号线产生过长、过细、过密的情况，从而减少信号线之间的相互干扰。
2.分析信号的速度和频率：根据信号的速度和频率确定不同信号之间的距离，避免高速信号对低速信号的干扰。
3.地平面设计：地平面作为一个重要的参考平面，可以提供良好的接地。
设计时要避免地平面断开，减少地平面上的脱离、断续及过密现象。
最后是布线设计。
布线设计是电子产品的重要组成部分，合理的布线设计可以减少信号干扰，提高系统的EMC性能。
以下是一些布线设计技术：1.减少回路面积：合理布置信号和电源线路，减少回路面积，避免信号线路之间共面回路产生的电磁辐射。
2.尽量使用差分信号线：差分信号线与普通单端信号线相比，具有较强的抗干扰能力。
在布线时尽量采用差分信号线布线，减少干扰信号的传播。
3.信号线的走向：避免平行布置高速信号线，尽量使用交错布线的方式，减少电磁干扰。
总结起来，EMC的PCB设计技术主要包括分层设计、布局设计和布线设计。
其中，分层设计通过将信号和电源分布在不同层次上并进行合理综合接地来控制电磁干扰；布局设计通过优化信号路径和合理布置不同功能的电路来减少干扰的产生和传播；布线设计通过合理布置信号线路和采用差分信号线布线等手段来减少信号干扰。
从分层、布局及布线三方面,详解EMC的PCB设计技术
从分层、布局及布线三方面，详解EMC的PCB设计技术除了元器件的选择和电路设计之外，良好的印制电路板（PCB）设计在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。
PCB EMC 设计的关键，是尽可能减小回流面积，让回流路径按照设计的方向流动。
最常见返回电流问题来自于参考平面的裂缝、变换参考平面层、以及流经连接器的信号。
跨接电容器或是去耦合电容器可能可以解决一些问题，但是必需要考虑到电容器、过孔、焊盘以及布线的总体阻抗。
文章将从 PCB 的分层策略、布局技巧和布线规则三个方面，介绍 EMC 的 PCB 设计技术。
1PCB 分层策略电路板设计中厚度、过孔制程和电路板的层数不是解决问题的关键，优良的分层堆叠是保证电源汇流排的旁路和去耦、使电源层或接地层上的瞬态电压最小并将信号和电源的电磁场屏蔽起来的关键。
从信号走线来看，好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层，这些层紧挨著电源层或接地层。
对於电源，好的分层策略应该是电源层与接地层相邻，且电源层与接地层的距离尽可能小，这就是我们所讲的“分层”策略。
下面我们将具体谈谈优良的 PCB 分层策略。
1、布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。
布线层如果不在其回流平面层地投影区域内，在布线时将会有信号线在投影区域外，导致“边缘辐射”问题，并且还会导致信号回路面积地增大，导致差模辐射增大。
2、尽量避免布线层相邻的设置。
因为相邻布线层上的平行信号走线会导致信号串扰，所以如果无法避免布线层相邻，应该适当拉大两布线层之间的层间距，缩小布线层与其信号回路之间的层间距。
3、相邻平面层应避免其投影平面重叠。
因为投影重叠时，层与层之间的耦合电容会导致各层之间的噪声互相耦合。
2多层板设计时钟频率超过 5MHz，或信号上升时间小于 5ns 时，为了使信号回路面积能够得到很好的控制，一般需要使用多层板设计。
在设计多层板时应注意如下几点原则：1、关键布线层（时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层）应与完整地平面相邻，优选两地平面之间，如图 1 所示。
改善EMC的PCB设计
改善EMC的PCB设计为了改善EMC（电磁兼容性）的PCB（Printed Circuit Board）设计，有几个关键的方面需要考虑和优化。
在这篇文章中，我们将讨论这些关键方面。
首先，地线规划是重要的一部分。
良好的地线规划可以减少电磁辐射和接收到的电磁干扰。
地线应该尽可能地短，粗和宽以降低电阻和电感。
同时，地线应该与信号线平行且尽可能靠近，以最小化信号线和地线之间的电感和电容耦合。
另外，通过使用地平面层并保持一致的地线接地，也可以提高地线规划的效果。
其次，电源规划也是非常重要的。
电源线在高频环境下容易成为电磁辐射和接收到的电磁干扰的路径。
为了改善EMC性能，应该采用电源滤波器来抑制高频噪声，并在电源线上布置电源电容来提供稳定的电源。
此外，应该使用低电阻和低电感的电源线来减少电阻和电感耦合。
第三，尽量减少信号线的长度和走廊。
信号线的长度和走廊决定了它们的电阻和电感。
较长的信号线会增加电阻和电感，从而增加电磁辐射和接收到的电磁干扰的可能性。
因此，应该尽量减少信号线的长度和走廊，使用直接的线路和短线，以减少电磁辐射和干扰。
第四，良好的分层和布线也是重要的。
PCB的分层可以分隔不同功能的信号和电源，降低它们之间的干扰。
同时，在布线时应该遵循最佳实践，如尽量减少信号线和电源线的平行，使用90度转弯等。
此外，应该合理分配不同层的信号和电源，以保持高频、低频和地线的良好分离。
最后，EMC测试也是不可忽视的一部分。
通过在设计过程中进行EMC测试和仿真，可以提前识别和解决潜在的EMC问题。
测试可以包括辐射和传导两方面的测试，以确保PCB设计符合相关的EMC标准。
总结起来，为了改善EMC的PCB设计，需要考虑地线规划、电源规划、信号线长度和走廊、分层和布线以及EMC测试等关键方面。
通过优化这些方面，可以显著提高PCB的EMC性能，减少电磁辐射和接收到的电磁干扰。
先进EMC的PCB设计与布局
先进EMC的PCB设计与布局随着电子产品的普及，电磁兼容性（EMC）问题也越来越受到关注。
在电路设计中，电路板(PCB)的布局和设计对于EMC有着重要的影响。
先进的EMC的PCB设计和布局思想是通过电路板的优化设计，实现电路的可靠性和稳定性，提高电路的抗干扰能力，同时确保更好的信号完整性和性能稳定性。
一、先进EMC的PCB布局设计思想PCB布局主要涉及到电路板上各元器件、电源信号、地线、信号线、射频线等的布置和电路板的层次设计。
在进行PCB布局设计时，需要充分考虑尽可能均匀地散布各元件，合理安排元件间的距离，保证信号传输的稳定性和抗干扰能力，减小因元件间距离过小而产生的电磁干扰。
对于多层PCB板，在布线时需要注意电源和地线的位置，通过将电源线和地线放置在同一层上并保持足够的距离来实现电磁兼容性。
对于射频线、时钟线等高速信号，需要将其与低速信号、功率信号和引导信号分离放置，以免产生互相干扰。
同时，为了避免信号线的双向串扰和地线回路的带入，应尽量在PCB板上使用分层结构，不同信号线应尽量在不同层中进行布局。
在布局过程中，还需注意元器件的排列方向及其相互间的距离。
在电路中，对于信号的传输速度来说，电路板的尺寸、布线长度、元器件的位置和方向等因素都会影响信号的传输质量和稳定性。
二、先进EMC的PCB板设计技术1.电源线过滤器电源线上的高频噪声和干扰容易影响到电路的稳定性，所以在进行PCB布局设计时，可以通过添加电源线过滤器来达到抑制电源线高频干扰的目的。
电源线过滤器可以使用磁环、电容等元器件进行滤波，这样可以降低电源线上噪声和干扰的干扰效应，提高整个电路的稳定性和可靠性。
2.地面平面设计地面平面也是一个重要的设计因素，合理布局可以有效降低电磁干扰。
可以在PCB板上布置一个大面积接地，从而形成一个良好的地面平面结构，这可以有效消除施加在电路上的电磁干扰。
3.综合线宽设计综合线宽设计主要指的是电线宽度和间距综合的设计，通过电线宽度和间距的变化，可以有效提高电路的抗干扰能力。
PCB的EMC设计
PCB的EMC设计首先，EMC设计的目标是减少电子系统的电磁辐射和敏感性。
电磁辐射是指电子设备在工作时产生的电磁场向周围空间辐射出去，可能对其他设备和无线通讯产生干扰。
敏感性则是指电子设备对来自外部电磁场的干扰的敏感程度。
为了达到这些目标，我们需要从以下几个方面进行EMC设计。
首先是PCB布局设计。
良好的PCB布局设计可以减少电磁环境和EMI （Electromagnetic Interference）对电路的影响。
比如，将高频和低频电路分开布局，减少导线的长度，减少回路面积，使用地孔和地平面等。
此外，布线时应避免平行、交叉和共面走线，减少串扰和互感干扰。
其次是PCB层次规划。
通过合理的层次规划，可以减少电路之间的干扰。
通常，将电源层与信号层分开布局，形成层次。
同时，还可以通过设置静电屏蔽层、地平面和电磁屏蔽层等来减少干扰。
再次是电源和地线设计。
电源和地线的地方连接直接影响了整个PCB的EMC性能。
一个好的电源和地线设计可以有效地减少共模干扰和辐射干扰。
比如，使用宽大的电源和地线，保持连接短而直接，最小化回路面积，降低电阻和电感。
此外，还应该加强电源滤波，使用降阻和降噪电容和电阻等。
最后是PCB元件选择和布局。
在PCB设计中，元件的选择和布局也有助于EMC的改善。
首先是选择低辐射的元件，尽量选择带有EMC认证的元件。
其次，在布局时应尽量避免敏感元件与辐射源和噪声源的靠近，并保持合适的间距。
此外，还应尽量减少元件的密集度，避免盲目使用双面元件等。
除了上述的几个方面，还有一些其他的EMC设计技巧也需要注意。
例如，在PCB设计完成后，应进行严格的EMC测试和验证。
可以使用EMC测试设备和仪器对PCB进行各种测试，包括辐射干扰、传导干扰、静电放电等。
通过这些测试，可以及时发现和解决EMC问题。
综上所述，PCB的EMC设计对于电子产品的可靠性和稳定性至关重要。
通过合理的PCB布局设计，层次规划，电源和地线设计，元件选择和布局，以及严格的测试和验证，可以有效地减少电磁辐射和敏感性，提高电子产品的EMC性能。
如何做好PCB层设计才能让PCB的EMC效果最优？
如何做好PCB层设计才能让PCB的EMC效果最优？
在PCB的EMC设计考虑中，首先涉及的便是层的设置；单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成；在产品的EMC设计中，除了元器件的选择和电路设计之外，良好的PCB设计也是一个非常重要的因素。
PCB的EMC设计的关键，是尽可能减小回流面积，让回流路径按照我们设计的方向流动。
而层的设计是PCB的基础，如何做好PCB层设计才能让PCB的EMC效果最优呢？
1
PCB层的设计思路：
PCB叠层EMC规划与设计思路的核心就是合理规划信号回流路径，尽可能减小信号从单板镜像层的回流面积，使得磁通对消或最小化。
1、单板镜像层
镜像层是PCB内部临近信号层的一层完整的敷铜平面层（电源层、接地层）。
主要有以下作用：
（1）降低回流噪声：镜像层可以为信号层回流提供低阻抗路径，尤其在电源分布系统中有大电流流动时，镜像层的作用更加明显。
（2）降低EMI：镜像层的存在减少了信号和回流形成的闭合环的面积，降低了EMI；（3）降低串扰：有助于控制高速数字电路中信号走线之间的串扰问题，改变信号线距镜像层的高度，就可以控制信号线间串扰，高度越小，串扰越小；
（4）阻抗控制，防止信号反射。
2、镜像层的选择
（1）电源、地平面都能用作参考平面，且对内部走线有一定的屏蔽作用；
（2）相对而言，电源平面具有较高的特性阻抗，与参考电平存在较大的电势差，同时电源平面上的高频干扰相对比较大；
（3）从屏蔽的角度，地平面一般均作了接地的处理，并作为基准电平参考点，其屏蔽效果远远优于电源平面；。
优秀的PCB的EMC设计
优秀的PCB的EMC设计1.理解PCB的布线规则：-适当选择信号线和地线的宽度和间距，并使用正确的电源和地面分层。
-避免信号线和地线之间的交叉和平行布线，以减少电磁耦合。
-通过较短的信号线长度和最小的线距来减少电磁辐射。
-使用地面平面和屏蔽层来降低射频信号的传输和辐射。
2.使用屏蔽：-在PCB上使用适当的屏蔽罩或金属屏蔽箱，以减少电磁辐射和抑制电磁干扰。
-在高频电路上使用抗干扰屏蔽设备，如屏蔽罩、屏蔽片等。
3.选择适当的元件和材料：-选择具有较低电磁辐射和敏感性的元件。
-选择具有良好屏蔽特性的材料和涂层，以减少电磁辐射和电磁干扰。
4.地线设计：-为电路板提供足够的地线连接和地面平面，以提供良好的信号返回路径和屏蔽。
-避免地线环路，减少磁场耦合。
5.电源供应设计：-使用电源滤波器和稳压器来减少电源中的高频噪声和波动。
-对于敏感电路，可以使用降噪电源芯片和电磁兼容电源设计。
6.热管理：-使用适当的散热器和热沉，以保持电路板和元件的正常工作温度。
-热管理有助于减少电磁辐射，并提供更好的电路性能。
7.地线引出和阻抗控制：-避免地线引出点的高频电流环流，减少电磁辐射。
-控制地线的阻抗和电流分布，以减少干扰和保持信号完整性。
8.使用模拟和数字信号隔离：-对于混合信号电路，使用适当的信号隔离技术和屏蔽，以防止模拟信号对数字信号的干扰和干扰。
9.进行电磁辐射测试：-在PCB设计完成后，进行电磁辐射测试，并根据测试结果进行必要的修改和优化。
10.避免信号回流路径：-在设计PCB时，避免信号线回流路径和大电流线的交叉，尤其在高速信号线和敏感信号线周围。
通过采用以上优秀的PCBEMC设计原则和技术，可以有效减少电磁辐射和敏感性，提高电路板的抗干扰能力和电磁兼容性。
这将确保电路板与其他设备和系统相互协作，无干扰地工作。
先进EMC的PCB设计与布局
先进EMＣ的ＰＣB 设计和布局第8部分-上半部--－-- 一些多方面的最终问题这是８篇关于印刷电路版PＣＢ设计和布局中在电磁兼容性ＥＭC的实践验证过的设计技术系列文章中的最后一篇。
这个系列适合将在ＰCＢ上构造的电子电路的设计人员，并可作为PＣB设计人员的课程。
本系列覆盖了所有的应用领域,包括家用电器、商业/医学／工业设备、以及从汽车、铁路、船只到航空和军事领域。
PCB技术在以下方面是很有用的:·减少（或消除）封闭层次的屏蔽以节省成本;·减少设计迭代的次数，从而减少上市时间和遵从标准的成本；·改进位于同一位置的无线数据通信 (GSM、DECT、蓝牙、IEEＥ 80２.1１等)的有效范围；·使用甚高速设备或大功率数字信号处理 (DSＰ）;·使用最新的ＩＣ技术(130nm或９０nm芯片处理,“芯片尺度”包装等)。
本系列覆盖的主题包括：1．节省时间和总体成本;２.隔离和接口抑制;3.PCＢ基座粘合；4.OV和电源的参考平面；5.解除耦合,包括埋入式电容技术；6.发射线；7.路由和层堆叠，包括微经由技术;8.一些多方面的最终问题。
本文是这个系列的最后一部分,希望读者阅读后,能找到一些感兴趣或有用的东西。
在此前,电磁兼容杂志发表的 "电磁兼容技术设计"系列文章［１]就包括了一节ＰCB设计和布局，但仅仅覆盖了PＣＢ中最基本的ＥＭC技术，即无论电路有多简单,所有ＰＣB都必须遵循的技术。
那个系列已经发布。
该作者发表的其它文章和书籍也涉及到PCＢ的基本EMC问题。
与上面的文章一样，本系列也不会将太多的时间花费在分析这些技术为何有效的方面，而是集中于描述它们的实际应用,以及适用的条件。
但这些技术是在实践中经过世界上无数设计人员验证过的，这些技术为何有效，是为学术界了解的，因此可以放心使用。
本系列描述了少数还没有完全检验过的技术,在适当的时候，我们会指出。
PCB的EMC设计参考初稿
PCB的EMC设计参考初稿介绍在现代电子设备中，电磁兼容性（EMC）设计是非常重要的。
EMC 设计旨在确保电子设备之间的电磁兼容性，以避免电磁干扰和敏感性问题。
在PCB设计过程中，EMC设计是必不可少的一部分。
本文档将提供一份PCB的EMC设计参考初稿。
1. PCB布局良好的PCB布局是EMC设计的关键。
以下是一些建议，以确保良好的PCB布局：•尽量减小传输线长度，以减少辐射和敏感性问题。
•为高频信号和敏感信号设计独立的区域，以减小干扰。
•使用屏蔽箱或地面屏蔽来防止信号泄露和外部干扰。
•尽量将高频组件和敏感组件远离辐射源和干扰源。
•注意地面铺铜的规划，确保良好的地面连接。
•避免地面回路的共振，通过合理的地面分割和引入适当的滤波器来解决共振问题。
•确保高频信号走线短、直接、紧凑，降低串扰和损耗。
•使用差分信号传输技术来降低串扰和提高信号完整性。
2. 信号层规划在PCB设计中，正确的信号层规划是至关重要的。
以下是一些信号层规划的建议：•将信号层平衡分布在整个PCB中，以避免过于集中在某一区域。
•避免信号层之间的交叉和平面转角，以减少串扰和回路共振。
•使用地平面层作为信号层之间的屏蔽层，减小信号层之间的干扰。
•使用布满地线或电源平面层来提供良好的信号返回路径。
•对于高速信号，使用分层稳定电压（Power Plane Partitioning）来降低串扰。
•将时钟信号分离并提供相应的屏蔽，以避免时钟辐射对其他信号的干扰。
3. 电源和地线设计电源和地线设计对于EMC设计来说也是至关重要的一部分。
以下是一些电源和地线设计的建议：•使用降噪电容器来稳定电源，减小信号引起的功率波动。
•使用密集铺设地线以降低地线回路的阻抗。
•对于模拟和数字地线，进行分离，避免相互干扰。
•为每个部分的地线提供一个较低阻抗的地线回路，以确保信号正确返回。
4. 板上滤波器和抑制电路在PCB设计中，使用板上滤波器和抑制电路是降低干扰和提高EMC的重要手段。
先进EMC的PCB设计与布局
先进EMC的PCB设计与布局首先，先进的PCB设计需要充分考虑信号完整性问题。
在高频电路中，信号完整性是非常重要的，信号传输的准确性直接影响到电子产品的性能和工作稳定性。
因此，在PCB设计和布局过程中，应采取一系列措施来保证信号完整性。
例如，采用适当的层间叠层布局，以减少电磁干扰和串扰；采用适当的地线和电源线布局，以提高信号的可靠性和稳定性；采用电磁屏蔽技术，以减少干扰源对电子设备的影响等。
其次，先进的PCB设计需要充分考虑电磁兼容性问题。
在现代社会中，电子设备普遍存在的问题是电磁干扰，尤其是高频电磁干扰。
为了保证电子设备的正常运行，需要在PCB设计和布局中采取一系列措施来提高电磁兼容性。
例如，采用良好的接地设计，以减少接地回路的干扰；采用合适的布线方式，以减少回路的电磁波辐射；采用恰当的滤波器和抑制器件，以降低电磁噪声等。
进一步，先进的PCB设计需要充分考虑射频（Radio Frequency）设计问题。
射频是目前电子产品中普遍存在的重要问题，尤其是在无线通信和雷达系统中。
为了确保射频信号的完整性和传输效果，需要在PCB设计和布局中特别关注射频设计问题。
例如，采用合适的线宽和间距，以确保射频信号的传输带宽；采用合适的屏蔽技术，以降低射频干扰；采用合适的天线设计，以提高射频信号的接收和发射效果等。
此外，先进的PCB设计需要充分考虑热管理问题。
随着电子产品的迅猛发展，功耗也越来越高，因此热问题愈发突出。
在PCB设计和布局过程中，应采取一系列措施来优化热管理。
例如，采用合适的散热器和导热材料，以提高散热效果；采用合适的线路布局和焊盘设计，以减少热量的产生和积聚；采用合适的风扇和通风孔设计，以加强空气流动等。
总之，先进的EMC的PCB设计与布局需要综合考虑信号完整性、电磁兼容性、射频设计和热管理等多个因素。
通过采取合适的设计和布局措施，可以提高电子产品的性能和工作稳定性，确保其在电磁环境下能够正常运行，并且不对周围电子设备或环境产生电磁干扰。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
先进EMC的PCB 设计和布局第8部分-上半部----- 一些多方面的最终问题这是8篇关于印刷电路版PCB设计和布局中在电磁兼容性EMC的实践验证过的设计技术系列文章中的最后一篇。
这个系列适合将在PCB上构造的电子电路的设计人员，并可作为PCB设计人员的课程。
本系列覆盖了所有的应用领域，包括家用电器、商业/医学/工业设备、以及从汽车、铁路、船只到航空和军事领域。
PCB技术在以下方面是很有用的：·减少（或消除）封闭层次的屏蔽以节省成本；·减少设计迭代的次数，从而减少上市时间和遵从标准的成本；·改进位于同一位置的无线数据通信 (GSM、DECT、蓝牙、IEEE 802.11等)的有效范围；·使用甚高速设备或大功率数字信号处理 (DSP)；·使用最新的IC技术(130nm或90nm芯片处理，“芯片尺度”包装等)。
本系列覆盖的主题包括：1.节省时间和总体成本；2.隔离和接口抑制；3.PCB基座粘合；4.OV和电源的参考平面；5.解除耦合，包括埋入式电容技术；6.发射线；7.路由和层堆叠，包括微经由技术；8.一些多方面的最终问题。
本文是这个系列的最后一部分，希望读者阅读后，能找到一些感兴趣或有用的东西。
在此前，电磁兼容杂志发表的 "电磁兼容技术设计"系列文章 [1]就包括了一节PCB设计和布局，但仅仅覆盖了PCB中最基本的EMC技术，即无论电路有多简单，所有PCB都必须遵循的技术。
那个系列已经发布。
该作者发表的其它文章和书籍也涉及到PCB的基本EMC问题。
与上面的文章一样，本系列也不会将太多的时间花费在分析这些技术为何有效的方面，而是集中于描述它们的实际应用，以及适用的条件。
但这些技术是在实践中经过世界上无数设计人员验证过的，这些技术为何有效，是为学术界了解的，因此可以放心使用。
本系列描述了少数还没有完全检验过的技术，在适当的时候，我们会指出。
本系列本部分的内容：1 到PCB的电源连接2 低介电常数（Low-K）绝缘材料3 芯片尺寸包装（Chip-scale packages，CSP）4 板上芯片（Chip-on-board，COB）5 PCB上的散热（Heatsink）5.1 散热的EMC效应5.2 散热RF共振5.3 将散热结合到PCB平面5.4 组合屏蔽和散热5.5 其它有用的散热技术5.6 电源设备的散热6 包装共振7 消除钉子床（bed-of-nails）的测试垫或飞线探针测试（flying probe testing）8 未使用的I/O针脚9 晶体和震荡器10 IC技巧11 传输线两端端结的定位12 电磁带宽间隙（Electromagnetic Band Gap，EBG）13 一些最终的PCB设计问题14 注意制造商修板面设计或板层15 考虑EMC设计的未来检验15.1 在设计图上标记EMC设计特征或关键部分15.2 EMC设计的质量控制过程16 具有EMC能力的质量控制、变更控制、成本降低17 折中18 参考文献19 一些有用的深入信息源1 到PCB的电源连接所有携带电源和OV的PCB连接器都应该使用邻接其电源的针脚和OV连接。
如果连接器较长，就应该有大量的电源/OV针脚对沿着整个长度分布，如果连接器还比较宽，就还应该有大量的电源/OV针脚对沿着整个区域分布。
理想时每个信号针脚都应该有一个邻接的电源/0V针脚对，但由于成本和空间约束，通常仅对关键信号才这样作，诸如高速（例如Gb/s）互连。
为Gb/s 互连使用差分线对可以放宽这个约束，可以为每两个或更多的信号设置一个电源/0V线对。
差分线对(在其驱动器、PCB迹线、连接器针脚和外部连接电缆中，参见[6]中的不均衡越低，对于给定EMC性能水平，给定数目的信号需要的电源/OV 针脚对就越少。
图8A 10个连接端子的例子这个例子不均匀双端子，高数字速率或频率信号不是很好电源出/入针脚信号总是靠近0V针解耦电容 (通常为10 - 100nF)应该放置在电源和接地之间，紧靠连接器针脚的每个电源/OV对。
在主电源进入PCB的地方，应该放置一个大容量解耦器。
在过去，高于470nF的大容量解耦一般用电解质电容完成，现在可以用高达100μF（具有较低的电压比率）的多层陶瓷来实现，而且效率比电解质高、体积更小、更可靠、并且可逆。
上述指南也适用于到电缆的连接，以及板间连接。
当用一个底板类型组件时，将电源/OV针脚对沿每个连接器的整个区域分布，有助于射频（RF）在组件中所有平面之间达到低阻连接。
在夹层板类型的组件中，也是这样，但也推荐在子板/夹层板的边缘周围分布OV连接（也可以分布在其区域上面），这有助于控制空腔共振 (参见[7]的第6节)。
在多个电源与一个信号关联的地方，如在模拟设计 (例如，+/-15V)中，上述指南也适用，但不是电源/OV针脚对，而是电源/OV针脚三联组(例如，+/-15V 和0V)。
2 低介电常数k电介质（Low-K dielectrics）同质基底（与诸如FR4等环氧玻璃基底相反）一般具有比FR4低的介电常数(’k’)，并具有较低损耗率，例如纯聚合物、液晶聚合物（liquid crystal polymer，LCP）。
聚四氟乙烯（甚至泡末聚四氟乙烯）基底有时也用于低k非常重要的地方，但是基底越软，在组装PCB时就越难处理。
较低的k使得传导速度大于FR4，较低的损耗使得将高频信号发送更远并保持良好的SI成为可能。
低k基底的EMC优点在于有比较低的非均衡水平，这可以用差分线路对来实现，参见[6]的5.2。
较高阻抗电线使用较薄的迹线，但使用薄层基底时，迹线宽度对于低成本制造就太小了。
低k电介质对某些特征阻抗（全部是，否则都相同）使用较宽的迹线，在较高阻抗的传输线上使用就容易些，或者成本低些。
除了自身的特性外，较高阻抗传输线中流过的电流较小，因此，辐射较低。
在微波应用（例如卫星通信）中使用低k电介质已有数十年历史，随着信号处理速度的提高，人们长时间期待能在更主流的PCB，特别是PC主板和移动电话上使用它们，但迄今为止，设计人员有更好的方法保持使用低成本的FR4及其同类物。
图8B显示了SI、基底损耗率、迹线长度之间的关系。
当信号高于10Gb/s时，文献[9]指出，诸如FR4等玻璃纤基底上长度大于600mm的迹线将有严重的SI和/或EMC难度。
文献[6]的5.2及其图6AK 指出了一个方法，使用一层或两层同质电介质在其它低成本PCB中可以获得较好的收益。
尽管本系列文章不打算讨论SI问题，图8C显示了FR4和LCP之间串音与迹线-迹线分割的有趣的比较。
3 芯片尺寸包装（Chip-scale packages，CSP）一般可以制造这些具有优异SI和EMC的非常小的IC包装[10]，因为它们的较薄的包装将硅片放置在PCB中较靠近OV平面的地方，因此图象平面效应更强 [11]。
另外，具有非常小的内部互连，意味着它们作为低于首次共振频率的附属天线，效率低，它们的首次共振频率通常很高，因此，这些设备从设备提内的发射比较少。
但是，这些非常小的器件的问题是，它们有高得多的开关边缘和较高频率的传导进PCB的电源分布和信号迹线中的噪声，这将大大恶化辐射。
我知道有人用1kHz的时钟频率使用CSP，这一直超过了发射限制到1GHz (它的时钟的百万分之一谐振)。
但如果遵循本系列所有文章的建议，通常可以让它们具有比它们要取代的更大设备的更好的EMC。
4 板上芯片（Chip-on-board ，COB）在COB中，无遮蔽的硅冲垫（芯片）粘接到PCB，电线粘接到镀金PCB 垫上，然后用环氧树脂或硅酮树脂泡加盖（’blob topped’）进行保护。
这是很低成本的PCB组装技术，通常用于大容量低成本消费产品的PCB中，或者用于表面粗糙和可靠的产品中。
但是尽管其有较小的PCB垫底、低（容积）成本和粗糙性，COB似乎被大多数其它产品的设计人员所忽略。
COB的小尺寸及其在PCB中紧紧靠近OV平面，意味着具有较好的EMC，但是如果仍需要屏蔽它们时，就可以使用较小的屏蔽罐，参见 [12]。
但是，在COB的泡状盖保护上面喷上感应墨水，屏蔽COB就比较容易，且成本低。
这种方式形成的屏蔽尺寸通常小内部共振仅仅在10GHz以上，以致内部还没有空隙（在PCB表面），因此，其屏蔽效能可以高达数GHz，PCB屏蔽的更多信息参见[12]。
5 PCB上的散热5.1 散热的EMC效应当IC或电源晶体管中的电压波动时，金属散热器与其冷却的IC或电源半导体之间的零散电容将零散噪声电流注入散热器，其结果是，浮动的散热器经历波动的噪声电压，引起电场发射。
由于散热器可能很大，并可能远在PCB中OV平面之上，就可能成为发射的高效辐射器。
在IC或电源半导体内，到散热器的零散电容是连接电线和铅框引起的，还可能来自其硅片金属化模型(大于1GHz)。
许多类型的电源晶体管将其一个端接(例如，集电极、漏极、阳极)连接到其金属调整片或金属体，这些相对大的金属区域与它们装配到其上的疏散热器之间的零散电容，可以达到100pF。
如果散热器连接到参考电压点，就会向里面注入波动的电流，并取决于连接的阻抗和电流的幅度，还会经历波动的电压。
如果参考电压点不是正确的点，则以这种方式注入到其中的噪声电流可以引起自干扰或引起更多的发射。
来自散热器的电场可以直接发射，引起辐射发射的问题，它们也可以与导体和金属框架耦合，引起传导发射的问题。
如果散热器引起发射问题，可能从散热器耦合的外部电磁场产生抗扰性问题，在这里它可能耦合进IC或电源设备。
因此，减少散热器发射也可以改进抗扰性。
没有大于150kHz发射的低频电路可能永远不用使用这里描述的散热技术来改进抗扰性。
对于良好的EMC (发射和抗扰性)，将散热器连接到在第一地点实际引起波动电压的半导体的参考电压点，非常重要。
在IC情况下，这是0V平面，在电源晶体管情况下，这是其引出电源的电压横杆之一，通常是经过最低阻抗连接到设备的横杆。
连接方法、平面或电源横杆在涉及到的最高频率下具有低阻抗，这也很重要。
在本节其余部分，将假设散热器连接到PCB中的铜参考平面，这是控制大于几个MHz的频率所需要的。
这个技术可以认为是减少原来从IC或晶体管中的导体流入散热器的零散电容电流的回路区域 (对于良好的EMC，最好总是使用最小的路径长度和最小的回路区域，将零散电流返回到其起源的地方路径长度在涉及的最高频率处，应该远小于λ/10，越短越好)。
除了最简单的散热器 (例如，矩形金属块)， 1GHz(或更到)一下的精确分析需要计算机模拟，并考虑下面因素：·散热器几何形状·半导体类型和位置·到任何OV平面和/或基座的接近性·任何到参考点的连接的物理结构·其连接到的参考点的物理特征·散热器到实际发射源的接近性(例如，硅片及其结合电线和铅框) 本节其余部分将详细讨论这些设计问题。