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。

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。