PCB板的电磁兼容设计

电磁兼容PCB电磁兼容PCB即是指电子设备的电路板在运行时能够适应、抵抗、隔离或者排除环境中的电磁场干扰，以保证设备能够正常运行。

在现代工业和电子技术中，电磁兼容PCB已成为设计和制造设备的基本要求，如何设计出具有电磁兼容性的PCB，成为了电子工程师摆在面前的一个难题。

电磁干扰源有许多种，可能是人造的，例如电动机、放电管等等；也可能是自然的，如电荷，放电的电离等等。

在目前业务场合下，尤其是在大型工业和军事领域，电磁干扰源不断增加，相关电子设备也越来越复杂，通过良好的电磁兼容PCB设计可以有效避免不同功能模块之间互相产生的电磁干扰。

要实现电磁兼容，需要从以下几方面对PCB设计进行考虑：1. PCB板的材料和构造在选择PCB板的材料时，必须考虑材料的导电系数、介电系数、热膨胀系数、机械强度等，以保证PCB板的高性能，同时减少干扰和辐射。

在构造方面，需要注意保证良好的接地、尽量缩短信号走线之间的距离，以减少PCB成为天线的机会。

2. PCB布线的规划合理的PCB布线规划是避免电磁干扰最重要的关键。

可以通过布线的几何形状、引脚数量、电源过滤器等进行抑制。

此外，根据电路板的放置和设计，需划分为不同功能的电路区域。

然后根据不同区域功能的电磁特性不同等原因，执行不同的布线方案，不同层次的电路隔离和屏蔽需要用适当的阻抗匹配技术和遵守一定的法则来予以解决。

3. PCB信号的处理对于模拟信号与数字信号的干扰处理，可以采用隔离放大器、正弦传输线、差分信号等处理方式。

同时，在处理前要注意信号传输线的阻抗，线宽，保证信号的准确性。

另外，控制开关电路的位置也非常重要。

重要电路一定需要与其它电路进行良好的隔离。

4. PCB的屏蔽与过滤通过采用正确的机械屏蔽、连接屏蔽和波形过滤器来抑制干扰信号的扰动，实现对信号的保护处理。

其中，机械屏蔽主要是利用屏蔽罩和屏蔽环，连接屏蔽利用连接器内置屏蔽、金属传导结构等来实现屏蔽效果，波形过滤器则利用带通滤波器和带阻滤波器等来实现信号的过滤。

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。

基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术研究一、本文概述随着电子技术的飞速发展，电子设备在日常生活中的应用越来越广泛，从家用电器到通信设备，再到航空航天设备，电子设备无处不在。

然而，随着电子设备数量的增加，电磁兼容性问题也日益凸显。

电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在共同的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

在电子设备的设计和制造过程中，电磁兼容性的分析和优化至关重要。

本文主要研究基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术。

CST是一款强大的电磁仿真软件，广泛应用于电磁场分析、电磁兼容性分析、天线设计等领域。

本文首先介绍了电磁兼容性的基本概念和重要性，然后详细阐述了CST软件的基本原理和功能特点，接着重点探讨了使用CST软件进行PCB板电磁兼容仿真的方法和流程，包括模型建立、仿真设置、结果分析等步骤。

本文旨在通过深入研究基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术，为电子设备的设计和制造提供一种有效的电磁兼容性分析和优化方法。

本文也期望通过分享实际案例和经验，为同行提供参考和借鉴，共同推动电磁兼容仿真技术的发展。

二、CST软件介绍CST（Computer Simulation Technology）是一款广泛应用的电磁场仿真软件，被工程师和研究人员用于模拟和分析各种电磁兼容性问题。

CST软件具有高度的集成性和灵活性，可以精确地模拟从低频到高频，从直流到微波的电磁现象。

该软件提供了丰富的工具和算法，可以模拟复杂的电磁环境和设备，预测和优化产品的电磁兼容性。

CST软件的主要特点包括其强大的求解器，支持多种电磁场求解方法，如时域有限差分法（FDTD）、频域有限积分法（FIT）等。

这些求解器可以适应不同的仿真需求，从简单的电路分析到复杂的三维电磁场模拟。

CST软件还具有强大的后处理功能，可以将仿真结果以直观的方式呈现出来，帮助用户更好地理解和分析电磁兼容性问题。

在PCB板电磁兼容仿真方面，CST软件提供了专业的PCB板模块，可以模拟和分析PCB板上的电磁场分布、信号传输和干扰等问题。

PCB的板级电磁兼容问题一、（芯片）（集成电路）现状现阶段，（电子）系统正向高速化和高密度化飞跃发展。

在电子系统的设计过程中，系统的体积越来越小，IC引脚（in（te）grated circuit,集成电路）却越来越多，因此（PCB）（Printed Circuit Board,印制电路板）上的元件与布线越来越密集；与此同时，（信号）的（时钟）频率越来越大，并且信号上升沿越来越陡峭。

这些因素都导致了电磁环境的日益复杂，设备之间以及设备内部因互感和互容引发的种种（电磁兼容）问题已不容忽视。

这一问题在现今的强辐射源与高功率（微波）系统中也显得日益突出。

如在某高功率微波系统中，需要在限定的体积和尺寸下，采用（FPGA）芯片实现对多路（电机）的并行控制，就需要设计高速高密度的PCB。

本文就研究该情况下PCB的板级电磁兼容问题，主要包括信号完整性（Signal Integrity, SI）和（电源）完整性（PowerIntegrity，PD问题。

二、信号完整性及电源完整性问题信号完整性概括地说，是指信号在信号线上传输质量的好坏。

在（数字电路）中，体现在信号能在电路中能以正确的电压、带宽和时序做出响应。

若在PCB中，信号可以以正确的电压大小、带宽和时序都到达接收端，就能说明该PCB具有较好的信号完整性。

如果不能，则说明PCB中岀现了严重的信号完整性问题。

在高速高密度的数字电路中，信号完整性问题大致表现在一下几个方面：振铃、过冲、欠冲和时延等。

为了正确读取数据并对数据进行处理，数据在集成电路中需要在时钟边沿的前后处于稳定状态。

这个时间段内，如果信号不稳定或者发生状态的改变，集成电路就可能误判甚至发生丢失部分数据的情况，影响信号的正常传输。

如图1所示，若岀现振铃、上冲或下冲等信号完整性问题，就会影响数据的正常传输，从而影响PCB的正常工作，也可以从眼图直观判断信号传输的好坏，如图2图1PCB中信号完整性问题的表现图2 表征信号完整性问题的眼图信号完整性问题既会导致信号明显的失真和时序混乱，也会造成数据的错误，从而造成系统出错甚至瘫痪。

PCB电磁兼容设计随着计算机技术与电子技术的不断进步，电子产品的应用越来越广泛。

而电子产品的高频信号、数字信号、模拟信号等，都会产生电磁辐射和电磁干扰，这些干扰会对周围的电子设备产生影响。

因此，为确保电子产品的正常工作，必须进行电磁兼容性设计。

本文将介绍 PCB电磁兼容设计的相关内容。

一、电磁兼容设计的重要性当今社会中，众多电子设备之间相互影响，并产生各种互相干扰的现象。

若不进行电磁兼容性设计，电子产品之间的相互干扰就会不断加剧。

此外，还会导致电子产品的性能下降，寿命缩短，或者干脆无法使用。

因此，电磁兼容设计变得至关重要。

二、电磁兼容设计的基本原则（一）信号屏蔽对于高频信号、模拟信号和数字信号，我们可以通过信号屏蔽来降低电磁辐射和电磁干扰。

在 PCB设计中，我们可以选用屏蔽罩、屏蔽固定件、屏蔽膜等材料，将原本散发的信号封闭在内部，从而实现信号屏蔽的效果。

（二）减少反射PCB板内部导线上，如果出现反射问题，会带来不良的影响，并造成信号丢失。

为了解决此问题，我们可以使用阻抗匹配的方法，将信号完全传递到下一个接收器或驱动器上。

（三）尽量减少 PCB板上的环路在 PCB设计中，我们应尽可能减少 PCB板上的布线环路。

环路会使电磁波形成闭合回路，从而导致电磁场的集中，并增强电磁场的辐射。

三、电磁兼容设计的具体操作方法以下将介绍 PCB电磁兼容设计的具体操作方法：（一）分离电源与信号地将电源与信号地分开，可以减少电池或其他电源的电流干扰，并降低 PCB板上的环路。

（二）注重布线布线对电磁兼容性极其重要。

我们应尽可能减少线路的长度，缩小信号之间的距离，以及使敏感线距离参考地面、机壳等金属不发生贴近。

如果需要引出较长的信号线路，选用均布阻抗线路是个不错的选择。

（三）选择适当的 PCB材料PCB制造材料也是影响电磁兼容的重要因素。

选用合适的 PCB 材料，可以提高电路板的电磁兼容性能。

（四）验证实验视频学习这个过程需要准备的：1、第一部分学习视频资源（拍摄的U 视频） 2、第二部分学习视频资源（教师的课程）3、第一部分检测视频资源（学生自己拍摄的）4、第二部分检测视频资源（教师自行准备）在进行 PCB电磁兼容性设计后，为了验证其效果是否合格，我们可以进行验证实验。

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。