輻射產生

 

輻(fu)射(she)是(shi)由(you)電(dian)流(liu)而(er)非(fei)電(dian)壓(ya)引(yin)起(qi)的(de)。靜(jing)態(tai)電(dian)荷(he)產(chan)生(sheng)靜(jing)電(dian)場(chang)，恒(heng)定(ding)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)磁(ci)場(chang)
，時(shi)變(bian)電(dian)流(liu)既(ji)產(chan)生(sheng)電(dian)場(chang)又(you)產(chan)生(sheng)磁(ci)場(chang)。任(ren)何(he)電(dian)路(lu)中(zhong)都(dou)存(cun)在(zai)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)和(he)差(cha)模(mo)電(dian)流(liu)，差(cha)模(mo)信(xin)號(hao)攜(xie)帶(dai)數(shu)據(ju)或(huo)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)，共(gong)模(mo)信(xin)號(hao)是(shi)差(cha)模(mo)模(mo)式(shi)的(de)負(fu)麵(mian)效(xiao)果(guo)。

差模電流

 

大小相等，方向（相位）相反。由於走線的分布，電容
、電感、信號走線阻抗不連續
，以及信號回流路徑流過了意料之外的通路等，差模電流會轉換成共模電流。

 

共模電流

 

大小不一定相等
，方向（相位）相xiang同tong。設she備bei對dui外wai的de幹gan擾rao多duo以yi共gong模mo為wei主zhu
，差cha模mo幹gan擾rao也ye存cun在zai，但dan共gong模mo幹gan擾rao強qiang度du常chang常chang比bi差cha模mo大da幾ji個ge數shu量liang級ji。外wai來lai的de幹gan擾rao也ye多duo以yi共gong模mo幹gan擾rao為wei主zhu，共gong模mo幹gan擾rao本ben身shen一yi般ban不bu會hui對dui設she備bei產chan生sheng危wei害hai
，但dan如ru果guo共gong模mo幹gan擾rao轉zhuan變bian為wei差cha模mo幹gan擾rao，就jiu嚴yan重zhong了le，因yin為wei有you用yong信xin號hao都dou是shi差cha模mo信xin號hao。差cha模mo電dian流liu的de磁ci場chang主zhu要yao集ji中zhong在zai差cha模mo電dian流liu構gou成cheng的de回hui路lu麵mian積ji內nei，而er回hui路lu麵mian積ji之zhi外wai，磁ci力li線xian會hui相xiang互hu抵di消xiao；共模電流的磁場在回路麵積之外，共模電流產生的磁場方向相同。PCB的很多EMC設計都遵循以上理論。

 

在PCB板上抑製幹擾的途徑有：

 

1
、減小差模信號回路麵積。

2、減小高頻噪聲回流（濾波
、隔離及匹配）。

3、減小共模電壓（接地設計）。

 

PCB設計原則歸納

 

原則1：PCB時鍾頻率超過5MHz或信號上升時間小於5ns
，一般需要使用多層板設計。

 

原因：采用多層板設計，信號回路麵積能夠得到很好的控製。

 

原則2：對於多層板，關鍵布線層（時鍾線
、總線、接口信號線
、射頻線、複位信號線
、片選信號線以及各種控製信號線等所在層）應與完整地平麵相鄰
，優選兩地平麵之間。

 

原因：關鍵信號線一般都是強輻射或極其敏感的信號線
，靠近地平麵布線能夠使其信號回路麵積減小
，減小其輻射強度或提高抗幹擾能力。

 

原則3：對於單層板
，關鍵信號線兩側應該包地處理。

 

原因：關鍵信號兩側包地，一方麵可以減小信號回路麵積，另外還可以防止信號線與其他信號線之間的串擾。

 

原則4：對於雙層板
，關鍵信號線的投影平麵上有大麵積鋪地，或者與單麵板一樣包地打孔處理。

 

原因：與多層板關鍵信號靠近地平麵相同。

 

原則5：多層板中
，電源平麵應相對於其相鄰地平麵內縮5H-20H（H為電源和地平麵的距離）。

 

原因：電源平麵相對於其回流地平麵內縮可以有效抑製邊緣輻射問題。

 

原則6：布線層的投影平麵應該在其回流平麵層區域內。

 

原因：布線層如果不在回流平麵層的投影區域內，會導致邊緣輻射問題，並且導致信號回路麵積增大，從而導致差模輻射增大。

 

原則7：多層板中，單板TOP、BOTTOM層盡量無大於50MHZ的信號線。

 

原因：最好將高頻信號走在兩個平麵層之間，以抑製其對空間的輻射。

 

原則8：對於板級工作頻率大於50MHz的單板
，若第二層與倒數第二層為布線層，則TOP和BOOTTOM層應鋪接地銅箔。

 

原因：最好將高頻信號走在兩個平麵層之間，以抑製其對空間的輻射。

 

原則9：多層板中，單板主工作電源平麵（使用最廣泛的電源平麵）應與其地平麵緊鄰。

 

原因：電源平麵和地平麵相鄰可以有效地減小電源電路回路麵積。

 

原則10：在單層板中，電源走線附近必須有地線與其緊鄰、平行走線。

 

原因：減小電源電流回路麵積。

 

原則11：在雙層板中，電源走線附近必須有地線與其緊鄰
、平行走線。

 

原因：減小電源電流回路麵積。

 

原則12：在(zai)分(fen)層(ceng)設(she)計(ji)時(shi)

，盡(jin)量(liang)避(bi)免(mian)布(bu)線(xian)層(ceng)相(xiang)鄰(lin)的(de)設(she)置(zhi)。如(ru)果(guo)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)布(bu)線(xian)層(ceng)相(xiang)鄰(lin)

，應(ying)該(gai)適(shi)當(dang)拉(la)大(da)兩(liang)布(bu)線(xian)層(ceng)之(zhi)間(jian)的(de)層(ceng)間(jian)距(ju)
，縮(suo)小(xiao)布(bu)線(xian)層(ceng)與(yu)其(qi)信(xin)號(hao)回(hui)路(lu)之(zhi)間(jian)的(de)層(ceng)間(jian)距(ju)。

 

原因：相鄰布線層上的平行信號走線會導致信號串擾。

 

原則13：相鄰平麵層應避免其投影平麵重疊。

 

原因：投影重疊時
，層與層之間的耦合電容會導致各層之間的噪聲互相耦合。

 

原則14：PCB布局設計時

，應充分遵守沿信號流向直線放置的設計原則，盡量避免來回環繞。

 

原因：避免信號直接耦合，影響信號質量。

 

原則15：多種模塊電路在同一PCB上放置時，數字電路與模擬電路、高速與低速電路應分開布局。

 

原因：避免數字電路
、模擬電路、高速電路以及低速電路之間的互相幹擾。

 

原則16：當線路板上同時存在高、中
、低速電路時
，應該遵從高
、中速電路遠離接口的原則。

 

原因：避免高頻電路噪聲通過接口向外輻射。

 

原則17：存在較大電流變化的單元電路或器件（如電源模塊的輸入輸出端、風扇及繼電器）附近應放置儲能和高頻濾波電容。

 

原因：儲能電容的存在可以減小大電流回路的回路麵積。

 

原則18：線路板電源輸入口的濾波電路應靠近接口放置。

 

原因：避免已經經過了濾波的線路被再次耦合。

 

原則19：在PCB板上，接口電路的濾波
、防護以及隔離器件應該靠近接口放置。

 

原因：可以有效的實現防護

、濾波和隔離的效果。

 

原則20：如果接口處既有濾波又有防護電路，應該遵從先防護後濾波的原則。

 

原因：防護電路用來進行外來過壓和過流抑製，如果將防護電路放置在濾波電路之後，濾波電路會被過壓和過流損壞。

 

原則21：布局時要保證濾波電路（濾波器）、隔離以及防護電路的輸入輸出線不要相互耦合。

 

原因：上述電路的輸入輸出走線相互耦合時會削弱濾波
、隔離或防護效果。

 

原則22：單板上如果設計了接口“幹淨地”，則濾波
、隔離器件應放置在“幹淨地”和工作地之間的隔離帶上。

 

原因：避免濾波或隔離器件通過平麵層互相耦合，削弱效果。