中心議題：

• PCB設計中EMC/EMI分析的對象
• EMC/EMI元件庫的支持
• EMC/EMI模擬仿真與PCB設計相結合

為了保證設計的PCB板具有高質量和高可靠性
，設計者通常要對PCB板進行熱溫分析，機械可靠性分析。由於PCB板上的電子器件密度越來越大
，走線越來越窄，信號的頻率越來越高，不可避免地會引入EMC(電磁兼容)和EMI(電磁幹擾)的問題，所以對電子產品的電磁兼容分析顯得特別重要。與IC設計相比，PCB設計過程中的EMC分析和模擬仿真是一個薄弱環節。

PCB設計中EMC/EMI分析的對象

在PCB設計中
，EMC/EMI主zhu要yao分fen析xi布bu線xian網wang絡luo本ben身shen的de信xin號hao完wan整zheng性xing
，實shi際ji布bu線xian網wang絡luo可ke能neng產chan生sheng的de電dian磁ci輻fu射she和he電dian磁ci幹gan擾rao以yi及ji電dian路lu板ban本ben身shen抵di抗kang外wai部bu電dian磁ci幹gan擾rao的de能neng力li，並bing且qie依yi據ju設she計ji者zhe的de要yao求qiu提ti出chu布bu局ju和he布bu線xian時shi抑yi製zhi電dian磁ci輻fu射she和he幹gan擾rao的de規gui則ze，作zuo為wei整zheng個gePCB設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)的(de)指(zhi)導(dao)原(yuan)則(ze)。具(ju)體(ti)來(lai)說(shuo)，信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)分(fen)析(xi)包(bao)括(kuo)同(tong)一(yi)布(bu)線(xian)網(wang)絡(luo)上(shang)同(tong)一(yi)信(xin)號(hao)的(de)反(fan)射(she)分(fen)析(xi)，阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)分(fen)析(xi)，信(xin)號(hao)過(guo)衝(chong)分(fen)析(xi)

，信(xin)號(hao)時(shi)序(xu)分(fen)析(xi)
，信(xin)號(hao)強(qiang)調(tiao)分(fen)析(xi)等(deng);對於鄰近布線網絡上不同信號之間的串擾分析。在信號完整性分析時還必須考慮布線網絡的幾何拓撲結構，PCB絕緣層的電介質特性以及每一布線層的電氣特性。電磁輻射分析主要考慮PCB板與外部的接口處的電磁輻射，PCB板中電源層的電磁輻射以及大功率布線網絡動態工作時對外的輻射問題。如果電路設計中采用了捆綁於大功率IC上的散熱器(例如奔騰處理器外貼的金屬散熱器)，那麼這樣的散熱器在電路動態工作中如同天線一樣不停地向外輻射電磁波
，因此必須列為EMC分析的重點。現在已經有了抑製電子設備和儀表的EMI的國際標準，統稱為電磁兼容(EMC)標biao準zhun，它ta們men可ke以yi作zuo為wei普pu通tong設she計ji者zhe布bu線xian和he布bu局ju時shi抑yi製zhi電dian磁ci輻fu射she和he幹gan擾rao的de準zhun則ze
，對dui於yu軍jun用yong電dian子zi產chan品pin設she計ji者zhe來lai說shuo，標biao準zhun會hui更geng嚴yan格ge，要yao求qiu更geng苛ke刻ke。對dui於yu高gao速su數shu字zi電dian路lu設she計ji，尤you其qi是shi總zong線xian上shang數shu字zi信xin號hao速su率lv高gao於yu50MHz時，以往采用集總參數的數學模型來分析EMC/EMI特性顯得無能為力
，設計者們更趨向於采用分布參數的數學模型做布線網絡的傳輸線分析(TALC)。對於多塊PCB板通過總線連接而成的電子係統。還必須分析不同PCB板之間的電磁兼容性能。

EMC/EMI元件庫的支持

如今一塊電路板可能包括上百種來自於不同廠家、功能各異的電子元器件，設計者要進行EMC/EMI分析就必須了解這些元器件的電氣特性

，之後才能具體模擬仿真。這在以往看來是一項艱巨的工作，現在由於有了IBIS和SPICE等數據庫的支持

，使得EMC分析的問題迎刃而解。鑒於SPICE3
，HSPICE，PSPICE這些數據模型已為廣大的電路設計者所熟知
，在此著重介紹IBIS。IBIS(I/O Buffer Interface Specification)，即ANSI/EIA-656，是一種通過測量或電路仿真得到，基於V/I曲線的I/O緩衝器的快速而精確描述電氣性能的模型。

1990年由INTEL牽頭、聯合數家著名的半導體廠商共同製定了IBIS V1.0的行業標準，經過不斷的完善和發展，於1997年更新為IBIS V3.0。現在此標準已被NS、Motorola、TI、IDT、Xilinx、Siemens
、Cypress、VLSI等數百家半導體廠商支持，同時Cadence、Mentor

、Incases
、Zuken-Redac等RDA公司在各自的軟件中也添加了有關IBIS的功能模塊。IBIS文件是一種文本文件，是通過標準軟件格式生成的"行為"信息的描述，以說明IC的模擬電氣特性。多數IBIS模塊來源於SPICF模型，也可用實際測量得到的V/I曲線描述模型。IC的SPICE模型是各半民體廠商立足的商業秘密
，受到知識產權的保護
，而IBIS模型是對用戶完全開放的數據，所以設計者可以免費得到這些數據。大多數半導體廠商在自己的網站上或產品CD-ROM中發布相關IC的IBIS數據。由於EDA廠家和電子元器件廠商聯合支持IBIS和SPIICE等數據模型，設計者可以安心地將它們用於電路的模擬仿真或用於EDA工具中，輕鬆地進行EMC/EMI分析。

EMC/EMI模擬仿真與PCB設計相結合

以往的電子電路設計，工程師們多是憑借多年的開發經驗在PCB製成後，在硬件調試或電子設備的整機調試過程中解決EMC的問題
，這顯然是一種定性不定量的
、不可靠、不精確的方法。進入90年代以來
，電子產品向著低功耗、低(di)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)，小(xiao)型(xing)化(hua)和(he)輕(qing)型(xing)化(hua)的(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)，而(er)且(qie)要(yao)求(qiu)能(neng)在(zai)複(fu)雜(za)惡(e)劣(lie)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)工(gong)作(zuo)，為(wei)了(le)盡(jin)量(liang)縮(suo)短(duan)產(chan)品(pin)的(de)開(kai)發(fa)周(zhou)期(qi)，工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)不(bu)得(de)不(bu)另(ling)辟(pi)新(xin)徑(jing)。更(geng)理(li)想(xiang)的(de)PCB設計流程如圖1所示
，在PCB設計的布局和布線階段加入EMC/EMI的de準zhun則ze。例li如ru為wei了le減jian少shao並bing行xing信xin號hao走zou線xian間jian的de相xiang互hu串chuan擾rao
，可ke以yi為wei為wei規gui定ding線xian線xian之zhi間jian的de距ju離li不bu能neng小xiao於yu一yi定ding的de值zhi。為wei了le減jian少shao信xin號hao的de反fan射she
，使shi輸shu入ru輸shu出chu阻zu抗kang匹pi配pei，避bi免mian出chu現xian振zhen鈴ling現xian象xiang，可ke以yi規gui定ding布bu線xian網wang絡luo的de幾ji何he拓tuo撲pu結jie構gou，走zou線xian的de長chang度du，甚shen至zhi於yu在zai信xin號hao的de驅qu動dong端duan事shi輸shu出chu端duan端duan接jie阻zu容rong器qi件jian(常用的方法有串接電阻
，並接上拉、下拉或上下接電阻，也可采用箝位二極管等方法)。在PCB布局布線結束後
，在製作實際電路板之前對電路設計進行EMC/EMI的分析和模擬仿真。同時依據實際電路的動態工作頻率分析信號的強度、時延等特性。如果設計的PCB中含有與外部的接口，IC上外加了散熱器或電路本身功耗大時
，必須進一步進行電磁輻射的模擬仿真分析。對於高速電路有必要進行布線網絡的TALC傳chuan輸shu線xian分fen布bu參can數shu分fen析xi。新xin加jia入ru的de這zhe些xie設she計ji階jie段duan的de步bu驟zhou，實shi際ji上shang是shi把ba以yi前qian硬ying件jian調tiao試shi的de一yi些xie工gong作zuo提ti前qian到dao計ji算suan機ji的de設she計ji平ping台tai上shang來lai完wan成cheng，其qi優you越yue性xing是shi顯xian而er易yi見jian的de。因yin為wei有youIBIS和SPICE等數據庫的支持
，以往EMC/EMI不定量的捉摸不定的分析變為精確的與實測差別細微的計算結果，設計者根據模擬仿真的結果可以避免產品電磁兼容性差的弊病。