PCB电磁兼容设计培训资料

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。

高速PCB设计与电磁兼容培训【课程概述】随着集成电路的工作速度不断提高，电路的复杂性不断增加，多层板和高密度电路板的出现等等都对PCB板级设计提出了更新更高的要求。

尤其是半导体技术的飞速发展，数字器件复杂度越来越高，门电路的规模达到成千上万甚至上百万，现在一个芯片可以完成过去整个电路板的功能，从而使相同的PCB上可以容纳更多的功能。

PCB已不仅仅是支撑电子元器件的平台，而变成了一个高性能的系统结构。

这样，信号完整性EMC在PCB板级设计中成为了一个必须考虑的一个问题。

传统的PCB板的设计依次经过电路设计、版图设计、PCB制作等工序，而PCB的性能只有通过一系列仪器测试电路板原型来评定。

如果不能满足性能的要求，上述的过程就需要经过多次的重复，尤其是有些问题往往很难将其量化，反复多次就不可避免。

这些在当前激烈的市场竞争面前，无论是设计时间、设计的成本还是设计的复杂程度上都无法满足要求。

在现在的PCB板级设计中采用电路板级仿真已经成为必然。

基于信号完整性的PCB仿真设计就是根据完整的仿真模型通过对信号完整性的计算分析得出设计的解空间，然后在此基础上完成PCB 设计，最后对设计进行验证是否满足预计的信号完整性要求。

如果不能满足要求就需要修改版图设计。

与传统的PCB板的设计相比既缩短了设计周期，又降低了设计成本。

【主办单位】中国电子标准协会【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司一款好的PCB设计，可以给生产带来便利并节约成本。

而设计好的PCB并不是拿到板厂就可以生产加工的，前期的PCB资料处理决定着对此产品研发、成本和品质控制，因此需要PCB设计人员在熟悉掌握相关软件应用的基础上，还要了解流程、工艺和PCB板高速信号完整性、抗干扰设计及电磁兼容培训等相关的知识。

不重视PCB的设计往往会对公司造成极大的损失，重复的改板，影响了产品推向市场的时间，增加了研发投入，降低了产品的质量和竞争力，增加了售后服务，甚至造成整个项目投资的失败。

PCB电磁兼容设计技术资料大放送2018年4月12日by 吴川斌0 Comments世界上只有两种硬件工程师，一种是已经遇到电磁兼容性问题，一种是将要遇到电磁兼容性问题。

呵呵，老wu这里套用Eric Bogatin 的《信号完整性与电源完整性分析》一书里的经典名句。

电机设备和电子产品在使用过程中可能产生电磁辐射,以致干扰其他设备的正常运行,甚至影响人体健康。

因此几乎全球主要经济体的国家已在过去二十年期间先后立法规范,要求任何产品所产生的电磁辐射必须符合电磁干扰/兼容的法规标准,否则不准上市销售。

而近年来随着无线通讯的快速发展,世界各国的法规标准日趋严格。

由于现代的电子产品,功能越来越强大,操作速度越来越快,电子线路也越来越密集与复杂,电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题变成了设计上的主要挑战,因此除了对电路设计技术水准的要求越来越高外,目前也开始PCB与IC 半导体电路的EMC 问题展开研究。

一个好的电子产品,除了产品本身优异的功能外,高水准的电磁兼容电路设计,对产品品质及技术性能指标都具有相当关键的影响力。

电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行最佳化设计,使之能成为符合各国或地区电磁兼容标准的产品。

然而,以往解决EMC的问题往往是见树不见林,也就是仅针对部分问题寻求抑制对策,而欠缺系统性的全面设计规划,以至于无法有共通性的解决方案; 因此解决电磁干扰/兼容的问题需要理论与经验的结合,且需要在设计电路或系统之初即以系统观点考虑可能的电磁干扰/兼容问题,更要事先进行原因分析(Root Cause Analysis: RCA)的评估,事后进行补救所花费的成本将更可观。

电磁干扰/兼容的领域很广泛,包括电力、电脑、通讯、控制、医疗设备、运输电子、军事设备、资讯科技、消费性电子、家用电器、信号传输、材料特性、量测技术、屏蔽技术、生医电磁学(bio-electromagnetics)等。

科学公正服务价值电磁兼容设计朱文立E-Mail: gzzwl-1@2/216电磁兼容设计00:171．关键元器件的选择⏹在大多数情况下，电路的基本元件满足EMC 的程度将决定着功能单元和最后的设备满EMC 的程度。

⏹实际的元件并不是“理想”的，本身可能就是一个干扰源或敏感设备。

⏹选择合适的电子元件的主要准则包括带外特性和电路装配技术：⏹因为是否能实现电磁兼容性往往是由远离基频的元件响应特性来决定的。

⏹有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

⏹而在许多情况下，电路装配又决定着带外响应和不同电路元件之间互相耦合的程度。

3/216电磁兼容设计00:17 1.1 无源器件的选用⏹所有的无源器件都包含寄生电阻，电容和电感。

⏹在电磁兼容问题容易发生的高频段，这些寄生参数经常占主导地位，并使器件功能彻底发生变化。

⏹例如，在高频电路中，碳膜电阻或者变成电容（由于旁路电容C ），或者变成电感（由于引线自感和螺线）；⏹线绕电阻在几千赫兹以上因其绕线电感的存在是不适合使用的；⏹电容由于其内部结构和其外引线自感的影响会发生谐振，超过第一个谐振频率点后，就呈现显著的感抗。

4/216电磁兼容设计00:17⏹有两类基本的电子元件：有引脚的和无引脚的元件。

⏹有引脚线元件有寄生效果，尤其在高频时。

该引脚形成了一个小电感。

引脚的末端也能产生一个小电容性的效应。

因此，引脚的长度应尽可能的短。

⏹无引脚且表面贴装的元件的寄生效果要小一些。

⏹从电磁兼容性看，表面贴装元件效果最好，其次是放射状引脚元件，最后是轴向平行引脚的元件。

⏹表面贴片元件比其它元件寄生参数小得多，而且能在直到很高的频率提供令人满意的参数。

⏹比如，贴片电阻（1k Ω以下）在1GHz 时仍保持电阻性。

5/216电磁兼容设计00:171.1.1 电阻器的选用：⏹表面贴装电阻总是优于有引脚电阻⏹对于有引脚的电阻：应首选碳膜电，其次是金属膜电阻，最后是线绕电阻。

⏹在相对低的工作频率下（约MHz 数量级），金属膜电阻是主要的辅助元件，因其适合于高准确度电路。

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。