電磁干擾（EMI）歷來是讓PCB設計工程師們頭疼的一個問題，它威脅著電子裝置的安全性、可靠性和穩定性。因此，我們在設計PCB時，需要遵循一定的原則，使電路板的電磁干擾控制在一定的範圍內，達到設計要求和標準，提高電路的整體效能。

電磁干擾（EMI）

電磁干擾有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾是指透過導電介質把一個電網路上的訊號耦合（干擾）到另一個電網路。輻射干擾是指干擾源透過空間把其訊號耦合（干擾）到另一個電網路。在高速PCB及系統設計中，高頻訊號線、積體電路的引腳、各類接外掛等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發射電磁波並影響其他系統或本系統內其他子系統的正常工作。

解決EMI問題的6個技巧

為了抑制電磁干擾，可採取如下措施：

01

將PCB接地

降低EMI的一個重要途徑是設計PCB接地層。第一步是使PCB電路板總面積內的接地面積儘可能大，這樣可以減少發射、串擾和噪聲。將每個元器件連線到接地點或接地層時必須特別小心，如果不這樣做，就不能充分利用可靠的接地層的中和效果。

一個特別複雜的PCB設計有幾個穩定的電壓。理想情況下，每個參考電壓都有自己對應的接地層。但是，如果接地層太多會增加PCB的製造成本，使價格過高。折衷的辦法是在三到五個不同的位置分別使用接地層，每一個接地層可包含多個接地部分。這樣不僅控制了電路板的製造成本，同時也降低了EMI和EMC。

02

電源與地合理佈線

PCB電源與地的佈線是否合理是整個電路板減小電磁干擾的關鍵所在。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：

a。增大走線的間距以減少電容耦合的串擾；

b。電源線和地線應平行走線，以使分佈電容達到最佳；

c。根據承載電流的大小，儘量加粗電源線和地線的寬度，減小環路電阻，同時使電源線和地線在各功能電路中的走向和訊號的傳輸方向一致，這樣有助於提高抗干擾能力；

d。電源和地應直接走線在各自的上方，從而減小感抗和使迴路面積最小，儘量使地線走在電源線下面；

e。地線越粗越好，一般地線的寬度不小於3mm；

f。將地線構成閉環路以縮小地線上的電位差值，提高抗干擾能力；

g。在多層板佈線設計時，可將其中一層作為“全地平面”，這樣可以減少接地阻抗，同時又起到遮蔽作用。

03

濾波

在電源線上和在訊號線上都可以採取濾波來減小EMI，方法有三種：去耦電容、EMI濾波器、磁性元件。EMI濾波器如下圖所示。

▲濾波器的型別

04

減小環路

每個環路都相當於一個天線，因此我們需要儘量減小環路的數量，環路的面積以及環路的天線效應。確保訊號在任意的兩點上只有唯一的一條迴路路徑，避免人為環路，儘量使用電源層。

05

避免90°角

為降低EMI，應避免走線、過孔及其它元器件形成90°角，因為直角會產生輻射。在該角處電容會增加，特性阻抗也會發生變化，導致反射，繼而引起EMI。 要避免90°角，走線應至少以兩個45°角佈線到拐角處。

06

電纜和物理遮蔽

承載數位電路和模擬電流的電纜會產生寄生電容和電感，引起很多EMC相關問題。如果使用雙絞線電纜，則會保持較低的耦合水平，消除產生的磁場。對於高頻訊號，必須使用遮蔽電纜，其正面和背面均接地，消除EMI干擾。

物理遮蔽是用金屬封裝包住整個或部分系統，防止EMI進入PCB電路。這種遮蔽就像是封閉的接地導電容器，可減小天線環路尺寸並吸收EMI。

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