PCB--EMC设计规范PCB EMC设计规范目录第一部分布局1 层的设置1.1 合理的层数1.1.1 Vcc、GND的层数1.1.2 信号层数1.2 单板的性能指标与成本要求1.3 电源层、地层、信号层的相对位置1.3.1 Vcc、GND 平面的阻抗以及电源、地之间的EMC环境问题1.3.2 Vcc、GND 作为参考平面，两者的作用与区别1.3.3 电源层、地层、信号层的相对位置2 模块划分及特殊器件的布局2.1 模块划分2.1 .1 按功能划分2 .1.2 按频率划分2.1.3 按信号类型分2.1.4 综合布局2.2 特殊器件的布局2.2.1 电源部分2.2.2 时钟部分2.2.3 电感线圈2.2.4 总线驱动部分2.2.5 滤波器件3 滤波3.1 概述3.2 滤波器件3.2.1 电阻3.2.2 电感3.2.3 电容3.2.4 铁氧体磁珠3.2.5 共模电感3.3 滤波电路3.3.1 滤波电路的形式3.3.2 滤波电路的布局与布线3.4 电容在PCB的EMC设计中的应用3.4.1 滤波电容的种类3.4.2 电容自谐振问题3.4.3 ESR对并联电容幅频特性的影响3.4.4 ESL对并联电容幅频特性的影响3.4.5 电容器的选择3.4.6 去耦电容与旁路电容的设计建议3.4.7 储能电容的设计4 地的分割与汇接4.1 接地的含义4.2 接地的目的4.3 基本的接地方式4.3.1 单点接地4.3.2 多点接地4.3.3 浮地4.3.4 以上各种方式组成的混合接地方式4.4 关于接地方式的一般选取原则4.4.2 背板接地方式4.4.3 单板接地方式第二部分布线1 传输线模型及反射、串扰1.1 概述：1.2 传输线模型1.3 传输线的种类1.3.1 微带线（microstrip）1.3.2 带状线（Stripline）1.3.3嵌入式微带线1.4 传输线的反射1.5 串扰2 优选布线层2.1 表层与内层走线的比较2.1.1 微带线（Microstrip）2.1.3 微带线与带状线的比较2.2 布线层的优先级别3 阻抗控制3.1 特征阻抗的物理意义3.1.1 输入阻抗：3.1.2 特征阻抗3.1.3 偶模阻抗、奇模阻抗、差分阻抗3.2 生产工艺对对阻抗控制的影响3.3 差分阻抗控制3.3.1 当介质厚度为5mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.3.2 当介质厚度为13 mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.3.3 当介质厚度为25 mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.4 屏蔽地线对阻抗的影响3.4.1 地线与信号线之间的间距对信号线阻抗的影响3.4.2 屏蔽地线线宽对阻抗的影响3.5 阻抗控制案例4 特殊信号的处理5 过孔5.1 过孔模型5.1.1 过孔的数学模型5.1.2 对过孔模型的影响因素5.2 过孔对信号传导与辐射发射影响5.2.1 过孔对阻抗控制的影响5.2.2 过孔数量对信号质量的影响6 跨分割区及开槽的处理6.1 开槽的产生6.1.1 对电源/地平面分割造成的开槽6.2 开槽对PCB板EMC性能的影响6.2.1 高速信号与低速信号的面电流分布6.2.2 分地”的概念6.2.3 信号跨越电源平面或地平面上的开槽的问题6.3 对开槽的处理6.3.1 需要严格的阻抗控制的高速信号线，其轨线严禁跨分割走线6.3.2 当PCB板上存在不相容电路时，应该进行分地的处理6.3.3 当跨开槽走线不可避免时，应该进行桥接6.3.4 接插件（对外）不应放置在地层隔逢上6.3.5 高密度接插件的处理6.3.6 跨“静地”分割的处理7 信号质量与EMC 7.1 EMC简介7.2 信号质量简介7.3 EMC与信号质量的相同点7.4 EMC与信号质量的不同点7.5 EMC与信号质量关系小结第三部分背板的EMC设计1 背板槽位的排列1.1 单板信号的互连要求1.2 单板板位结构1.2.1 板位结构影响；1.2.2 板间互连电平、驱动器件的选择2 背板的EMC设计2.1 接插件的信号排布与EMC设计2.1.1 接插件的选型2.1.2 接插件模型与针信号排布2.2 阻抗匹配2.3 电源、地分配2.3.1 电源分割及热插拔对电源的影响2.3.2 地分割与各种地的连接2.3.3屏蔽层第四部分射频PCB的EMC设计1 板材1.1 普通板材1.2 射频专用板材2 隔离与屏蔽2.1 隔离2.2 器件布局2.3 敏感电路和强辐射电路2.4 屏蔽材料和方法2.5 屏蔽腔的尺寸3 滤波3.1 电源和控制线的滤波3.2 频率合成器数据线、时钟线、使能线的滤波4 接地4.1 接地分类4.2 大面积接地4.3 分组就近接地4.4 射频器件接地4.4 接地时应注意的问题4.5 接地平面的分布5 布线5.1 阻抗控制5.2 转角5.3 微带线布线5.4 微带线耦合器5.5 微带线功分器5.6 微带线基本元件5.7 带状线布线5.8 射频信号走线两边包地铜皮6 其它设计考虑第一部分布局1 层的设置在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；电源层、地层、信号层的相对位置以及电源、地平面的分割对单板的EMC指标至关重要。
PCB设计EMC/EMI分析PCB设计过程中EMC分析是一个薄弱环节。
为了保证设计PCB板具有高质量和高可靠性，设计者通常要对PCB板进行EMC/EMI分析。
对电子系统PCB 作电磁兼容和电磁干扰分析，正在越来越多电路设计者中达成共识。
在PCB设计中，EMC/EMI主要分析布线网络本身信号完整性，实际布线网络可能产生电磁辐射和电磁干扰以及电路板本身抵抗外部电磁干扰能力，并且依据设计者要求提出布局和布线时抑制电磁辐射和干扰规则，作为整个PCB设计过程指导原则。
具体来说，信号完整性分析包括同一布线网络上同一信号反射分析，阻抗匹配分析，信号过冲分析，信号时序分析，信号强调分析等；对于邻近布线网络上不同信号之间串扰分析。
在信号完整性分析时还必须考虑布线网络几何拓扑结构，PCB绝缘层电介质特性以及每一布线层电气特性。
电磁辐射分析主要考虑PCB板与外部接口处电磁辐射，PCB板中电源层电磁辐射以及大功率布线网络动态工作时对外辐射问题。
如果电路设计中采用了捆绑于大功率IC上散热器，那么这样散热器在电路动态工作中如同天线一样不停地向外辐射电磁波，因此必须列为EMC分析重点。
现在已经有了抑制电子设备和仪表EMI国际标准，统称为电磁兼容标准，它们可以作为普通设计者布线和布局时抑制电磁辐射和干扰准则，对于军用电子产品设计者来说，标准会更严格，要求更苛刻。
如今一块电路板可能包括上百种来自于不同厂家、功能各异电子元器件，设计者要进行EMC/EMI分析就必须了解这些元器件电气特性，之后才能具体模拟仿真。
这在以往看来是一项艰巨工作，现在由于有了IBIS和SPICE等数据库支持，使得EMC分析问题迎刃而解。
对于高速数字电路设计，尤其是总线上数字信号速率高于50MHz时，以往采用集总参数数学模型来分析EMC/EMI特性显得无能为力，设计者们更趋向于采用分布参数数学模型做布线网络传输线分析。
对于多块PCB板通过总线连接而成电子系统。
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。
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。
