所謂PCB(Printed Circuit Board)
，實shi際ji上shang就jiu是shi印yin製zhi線xian路lu板ban，它ta是shi一yi種zhong較jiao為wei重zhong要yao的de電dian子zi產chan品pin，是shi電dian子zi元yuan器qi件jian電dian氣qi連lian接jie的de提ti供gong者zhe
，在zai電dian路lu元yuan件jian與yu電dian器qi件jian之zhi間jian的de銜xian接jie上shang，起qi重zhong大da的de作zuo用yong。是shi電dian子zi元yuan器qi件jian的de支zhi撐cheng體ti，對dui電dian路lu元yuan件jian和he器qi件jian起qi支zhi撐cheng作zuo用yong。抗kang幹gan擾rao能neng力li的de強qiang弱ruo直zhi接jie受shou印yin製zhi線xian路lu板ban設she計ji的de優you良liang影ying響xiang。因yin此ci
，線xian路lu的de設she置zhi安an排pai和he抗kang幹gan擾rao能neng力li是shi設she計ji師shi在zai設she計ji線xian路lu時shi必bi須xu同tong時shi兼jian顧gu的de。PCB印製線路板根據電路層數可分為單麵板
、雙麵板和多層板。常見的多層板一般為4層板或6層板，複雜的多層板可達十幾層。

盡(jin)管(guan)電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)人(ren)員(yuan)經(jing)過(guo)很(hen)多(duo)年(nian)的(de)設(she)計(ji)與(yu)實(shi)踐(jian)，已(yi)經(jing)總(zong)結(jie)出(chu)了(le)一(yi)些(xie)規(gui)範(fan)和(he)設(she)計(ji)經(jing)驗(yan)，但(dan)是(shi)截(jie)至(zhi)目(mu)前(qian)，國(guo)家(jia)在(zai)這(zhe)一(yi)方(fang)麵(mian)並(bing)沒(mei)有(you)明(ming)確(que)的(de)要(yao)求(qiu)和(he)規(gui)則(ze)。基(ji)於(yu)此(ci)，實(shi)踐(jian)中(zhong)我(wo)們(men)隻(zhi)能(neng)在(zai)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)過(guo)程(cheng)中(zhong)充(chong)分(fen)的(de)運(yun)用(yong)設(she)計(ji)原(yuan)則(ze)和(he)相(xiang)關(guan)規(gui)則(ze)，進(jin)行(xing)整(zheng)體(ti)規(gui)劃(hua)與(yu)設(she)計(ji)

，尤(you)其(qi)是(shi)進(jin)行(xing)電(dian)路(lu)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)設(she)計(ji)。做(zuo)到(dao)以(yi)上(shang)這(zhe)些(xie)，就(jiu)能(neng)有(you)效(xiao)避(bi)免(mian)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)實(shi)踐(jian)中(zhong)出(chu)現(xian)嚴(yan)重(zhong)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)，而(er)且(qie)還(hai)能(neng)有(you)效(xiao)的(de)降(jiang)低(di)頻(pin)率(lv)和(he)節(jie)約(yue)設(she)計(ji)成(cheng)本(ben)費(fei)用(yong)

，對(dui)於(yu)有(you)效(xiao)減(jian)少(shao)電(dian)氣(qi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)時(shi)間(jian)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。

1 印製電路板中電磁環境的構成

電磁幹擾源，耦合途徑和接收器這3個部分組成一個簡單的電磁幹擾模型
，如圖1所示。


微處理器、微控製器、靜電放電、傳(chuan)送(song)器(qi)以(yi)及(ji)瞬(shun)時(shi)功(gong)率(lv)執(zhi)行(xing)元(yuan)件(jian)都(dou)是(shi)常(chang)見(jian)的(de)幹(gan)擾(rao)源(yuan)，在(zai)印(yin)製(zhi)線(xian)路(lu)板(ban)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)頻(pin)率(lv)較(jiao)高(gao)。時(shi)鍾(zhong)電(dian)路(lu)通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)在(zai)一(yi)個(ge)微(wei)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)裏(li)是(shi)最(zui)大(da)的(de)寬(kuan)帶(dai)噪(zao)聲(sheng)發(fa)生(sheng)器(qi)。

傳導耦合和輻射耦合二者共同構成了耦合途徑
，在印製線路板中發揮著重要作用。耦合途徑不同
，產生的幹擾問題也就自然不同。比如：

1)互感在導線之中頻頻發生，同時電容處於部分狀態下時，也可能會大幅度上升；

2)印製板導線串擾；

3)高頻信號經印製導線時所產生的高頻電磁場
；

4)因時鍾信號而導致的電磁輻射幹擾現象;

5)反射幹擾
；

6)因一係列操作不當產生的幹擾。

zongzhi
，xuduowujiandouyoukenengchengweiminganyuanjian，baokuodianziyuanjianhedaoxian。yaoxiangzhengtibawobanzidezhengtibujuheyuanqijiandeweizhijiuxuyaozaibuxianshangmianxiagongfu
，zhiyouhelidebuxianhedadaodiancijianrongxingbiaozhuncaishishixianzheyimudezuijiatujing。

2 印製線路板中單根走線

PCB電路設計中，差分走線耦合較小，隻占10～20%的耦合度
，更多的還是對地的耦合。當地平麵發生不連續時。無參考平麵區域，差分走線耦合會提供回流通路。

PCB布線中要求避免直角走線的出現。直角走線對信號有著負麵影響
，因此PCB中的走線一般采用具有45度拐角或圓弧拐角線。直角走線和非直角走線的差異主要有：1)拐角能等效為傳輸線上得容性負載
，減少上升的時間;2)拐角也能抵禦因不持續而造成的信號反射;3)電磁幹擾會因直角尖端產生。

不同的拐角線，角度上具有明顯的差異性。圖2運用了FDTD數值方法進行試驗
，通過模擬對反射傳輸特性和反射特性這二者進行對比。在45度外斜切麵拐角線反射性與傳輸性能上，優於其他兩種拐角線。這3種(zhong)走(zou)線(xian)形(xing)式(shi)比(bi)圓(yuan)弧(hu)的(de)拐(guai)角(jiao)線(xian)要(yao)差(cha)，但(dan)是(shi)弧(hu)度(du)的(de)刻(ke)劃(hua)成(cheng)本(ben)比(bi)較(jiao)高(gao)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)圓(yuan)弧(hu)的(de)刻(ke)劃(hua)要(yao)求(qiu)精(jing)湛(zhan)的(de)製(zhi)版(ban)技(ji)術(shu)。精(jing)湛(zhan)的(de)技(ji)術(shu)必(bi)然(ran)會(hui)引(yin)起(qi)成(cheng)本(ben)的(de)增(zeng)加(jia)
，因(yin)此(ci)通(tong)常(chang)在(zai)選(xuan)擇(ze)走(zou)線(xian)時(shi)
，會(hui)將(jiang)目(mu)光(guang)停(ting)留(liu)在(zai)45度外斜切麵拐角線上。


3 對多導體傳輸線在應用中的串擾探析

傳送信號和機器的運作頻率在PCB電路設計中要注意適度原則
，如果達到兆赫級，那麼對線路的幹擾就很嚴重。走線間的幹擾形成的主要原因是串擾問題。PCB電(dian)氣(qi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，應(ying)當(dang)適(shi)當(dang)地(di)留(liu)意(yi)一(yi)下(xia)串(chuan)擾(rao)問(wen)題(ti)
，盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)減(jian)少(shao)布(bu)線(xian)串(chuan)擾(rao)問(wen)題(ti)出(chu)現(xian)。實(shi)踐(jian)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)，若(ruo)發(fa)生(sheng)串(chuan)擾(rao)現(xian)象(xiang)，通(tong)常(chang)至(zhi)少(shao)會(hui)有(you)3個導體和兩個線攜帶信號。如圖3所示
，而第3條導線隻是作為一種參考而言。

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實踐中可以看到
，源和受幹擾電路之間的作用，通常會產生一種VS，該作用下的zs、zL會產生感應電壓和電流，其zs和源相互聯係，而zL主要與負載端相互聯係。

為減少幹擾現象的出現，筆者特提出以下建議和設計規劃：

1)以功能作為主要依據的邏輯器件，對總線結構進行控製；

2)元件物理距離最小化；

3)布線走線長度應嚴格控製；

4)元件既要與I/o接口遠離，又要盡可能地避開數據幹擾；

5)確保阻抗受控走線路徑的準確性，通常頻波能量較大一些的走線應當注意考慮
；

6)提供一些相交性的走線
，以確保走線之間有適當的距離
，確保電感耦合最小化
；

7)緊挨著的布線層應當垂直
，這樣可以減小層間電容耦合
；

8)加強信號與地麵之間的間隔和距離控製；

9)布線層要單獨隔開
，必須以相同軸線布線，確保布線層分置預實心平麵結構之中。

4 印製線路板內部元器件的走線分布

通常情況下
，功能單元與設備滿足電磁兼容性要求，主要是由電路的基本元件滿足電磁特性的程度決定。

選xuan擇ze電dian磁ci元yuan件jian時shi
，電dian磁ci特te性xing和he電dian路lu裝zhuang配pei是shi必bi須xu考kao慮lv的de兩liang個ge因yin素su，否fou則ze選xuan出chu的de電dian磁ci元yuan件jian是shi劣lie質zhi的de。這zhe主zhu要yao是shi因yin為wei遠yuan離li基ji頻pin的de元yuan件jian響xiang應ying特te性xing決jue定ding了le電dian磁ci兼jian容rong性xing是shi否fou實shi現xian。大da多duo情qing況kuang下xia，對dui外wai響xiang應ying(比如引線的長度)和元件之間耦合的程度由電路裝配決定。需要注意以下幾點。

PCB大小是首先要考慮到的一個因素。PCB尺寸要適中，過大過小都不合要求。如果太過，則印製時需有很多的線條

，以此來增加阻抗、下挫抗噪聲性能，然其成本會隨之增加;如果太小
，則缺乏散熱能力，受幹擾對象便會擴展至相鄰的線條。基於此，在確定特殊元件的位置之前
，應當充分地測量PCB實際規格和尺寸;以電路功能為基礎
，對電路中的所有元器件統一的規劃和調整。實際操作過程中，為了能夠最大限度的降低高頻元器件線路耗損
、降(jiang)低(di)參(can)數(shu)分(fen)布(bu)複(fu)雜(za)性(xing)，避(bi)免(mian)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)，就(jiu)要(yao)想(xiang)盡(jin)辦(ban)法(fa)隔(ge)開(kai)
，讓(rang)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)元(yuan)件(jian)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)距(ju)離(li)。縮(suo)小(xiao)元(yuan)器(qi)件(jian)或(huo)導(dao)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)位(wei)差(cha)
，避(bi)免(mian)因(yin)放(fang)電(dian)而(er)造(zao)成(cheng)短(duan)路(lu)問(wen)題(ti)。電(dian)路(lu)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)，若(ruo)元(yuan)器(qi)件(jian)帶(dai)有(you)高(gao)電(dian)壓(ya)，則(ze)應(ying)當(dang)盡(jin)可(ke)能(neng)置(zhi)於(yu)不(bu)容(rong)易(yi)碰(peng)到(dao)的(de)位(wei)置(zhi)。

同時還要注意用支架對其進行有效的固定
，若焊接159以上的元器件。則體型相對較大、較(jiao)沉(chen)重(zhong)的(de)發(fa)熱(re)元(yuan)器(qi)件(jian)就(jiu)不(bu)能(neng)適(shi)應(ying)印(yin)製(zhi)板(ban)，應(ying)該(gai)被(bei)淘(tao)汰(tai)。這(zhe)種(zhong)元(yuan)器(qi)件(jian)應(ying)該(gai)被(bei)配(pei)置(zhi)在(zai)機(ji)箱(xiang)的(de)底(di)板(ban)上(shang)。在(zai)安(an)裝(zhuang)的(de)同(tong)時(shi)應(ying)該(gai)將(jiang)散(san)熱(re)問(wen)題(ti)考(kao)慮(lv)在(zai)內(nei)。熱(re)敏(min)元(yuan)件(jian)不(bu)能(neng)靠(kao)近(jin)發(fa)熱(re)元(yuan)件(jian)。

整(zheng)機(ji)的(de)結(jie)構(gou)要(yao)求(qiu)應(ying)首(shou)先(xian)被(bei)考(kao)慮(lv)
，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)布(bu)局(ju)可(ke)調(tiao)節(jie)的(de)元(yuan)件(jian)時(shi)

，比(bi)如(ru)電(dian)位(wei)器(qi)
，開(kai)關(guan)等(deng)。如(ru)果(guo)是(shi)機(ji)內(nei)調(tiao)節(jie)的(de)情(qing)況(kuang)，那(na)麼(me)應(ying)被(bei)安(an)置(zhi)在(zai)便(bian)於(yu)調(tiao)節(jie)的(de)區(qu)域(yu)，比(bi)如(ru)印(yin)製(zhi)板(ban)的(de)上(shang)麵(mian);如果是機外調節，則需考慮調節旋鈕。

印製板定位孔和固定支架需要的區域首先要騰出。對電路的全部元器件進行分布設置時，要依據其功能單元，因此，要做到以下幾點：

1)為了使信號更加流通，要考慮電路的流程

，每個功能電路單元要被放置在合理的區域內
，這樣也能使信號最大限度在統一的方向上；

2)在進行布局時，要緊緊圍繞各個功能電路的核心元件這一核心。元器件在排列時
，應注意勻稱、不雜亂
、緊密這些原則。連接各元器件之間所用的導線要盡量減少；

3)dianluzaigaofuhezhuangtaixiayunxingshi，xukaolvshijifenbuzhuangkuang。zuidaxiandudishiyuanqijianpingxingfenbuyudianluzhizhong。pingxingfenbukeyishiwaibiaozhuangkuangkanshangqugenghaokan，fangbianzhuanghan，duidaliangdeshengchanyeyouhendabangzhu；

4)處於電路板邊緣的元器件，其位置與電路板中心距離不可超過2毫米;對於電路板而言
，建議設計成矩形。長是寬的1.5倍.或是1.3倍。

5 常用的EMC設計軟件

PCB板與外部的接口處的電磁輻射是分析時需要考慮的因素。此外，還要考慮PCB板中電源層的電磁輻射以及大功率布線網絡的輻射問題。現在，在設計EMC軟件時已經大量的應用了板級與係統級互連仿真
，這兩者主要是建立在Cadence公司的技術上的。同時，SI/PUEMI的模擬分析也被應用於其中。

德國的INCASES公司發明了EMC-WORKBENCH，這一軟件在EMC模擬仿真分析有著重要的推動力。因此，INCASES公司成為行業的領軍者，為EMC的進展做出重大貢獻。

EMC-WORKBENCH為設計者提供幫助，特別是在電磁兼容這一技術難點上。同時使得設計過程發生改變，減少了工作量，刪去了一些設計程序。由於EMC模擬仿真技術的應用，因此促使PCB設計快步進入到一個嶄新的時代，尤其是電子工程人員利用該技術可實現短期的高質量
、高可靠性設計。

在實施EMC模擬仿真分析過程中
，必然給電路設計、PCB製(zhi)造(zao)行(xing)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)帶(dai)來(lai)更(geng)大(da)的(de)機(ji)會(hui)和(he)更(geng)為(wei)廣(guang)泛(fan)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)。實(shi)踐(jian)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)，一(yi)塊(kuai)電(dian)路(lu)板(ban)可(ke)能(neng)來(lai)自(zi)於(yu)很(hen)多(duo)個(ge)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)，而(er)且(qie)他(ta)們(men)的(de)功(gong)能(neng)性(xing)存(cun)在(zai)著(zhe)較(jiao)大(da)的(de)差(cha)異(yi)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)在(zai)對(dui)EMC進jin行xing分fen析xi時shi，需xu全quan麵mian了le解jie元yuan器qi件jian的de自zi身shen特te點dian
，讓rang後hou方fang可ke對dui其qi進jin行xing具ju體ti的de模mo擬ni仿fang真zhen操cao作zuo。該gai項xiang操cao作zuo若ruo以yi傳chuan統tong的de視shi角jiao來lai看kan，似si乎hu是shi一yi項xiang非fei常chang艱jian巨ju的de工gong程cheng，然ranIBIS SPICE的出現，對EMC問題分析而言，起到了非常大的促進作用。

6 結論

總而言之，在PCBshijishejiguochengzhong，yidingyaoyangeanzhaoxiangguanshejiguifanjinxing，yaofuhekangganraoshejizhiyuanzeheyaoqiu
，zhiyouzheyangcainengshidianzidianluchuyuzuijiadexingnengzhuangtai。PCB設計初期階段，需要對布線中的問題進行全麵的考慮，這樣才能有效減少設計周期

，提高設計質量。

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