一、前言

在PCB板上抑制干擾的途徑有：

1、減小差模信號迴路面積。

2、減小高頻噪聲迴流(濾波、隔離及匹配)。

3、減小共模電壓(接地設計)。高速PCB EMC設計的47個原則

二、PCB設計原則歸納

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

原因：採用多層板設計信號迴路面積能夠得到很好的控制。

原則2：對於多層板，關鍵佈線層(時鐘線、總線、接口信號線、射頻線、復位信號線、片選信號線以及各種控制信號線等所在層)應與完整地平面相鄰，優選兩地平面之間。

原因：關鍵信號線一般都是強輻射或極其敏感的信號線，靠近地平面佈線能夠使其信號迴路面積減小，減小其輻射強度或提高抗干擾能力。

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，一方面可以減小信號迴路面積，另外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面上有大面積鋪地，或者與單面板一樣包地打孔處理。

原因：與多層板關鍵信號靠近地平面相同。

原則5：多層板中，電源平面應相對於其相鄰地平面內縮5H-20H(H為電源和地平面的距離)。

原因：電源平面相對於其迴流地平面內縮可以有效抑制邊緣輻射問題。

原則6：佈線層的投影平面應該在其迴流平面層區域內。

原因：佈線層如果不在迴流平面層的投影區域內，會導致邊緣輻射問題，並且導致信號迴路面積增大，從而導致差模輻射增大。

原則7：多層板中，單板TOP、BOTTOM層儘量無大於50MHZ的信號線，

原因：最好將高頻信號走在兩個平面層之間，以抑制其對空間的輻射。

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佈線層，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面層之間，以抑制其對空間的輻射。

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

原因：電源平面和地平面相鄰可以有效地減小電源電路迴路面積。

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：減小電源電流回路面積。

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：減小電源電流回路面積。

原則12：在分層設計時，儘量避免佈線層相鄰的設置。如果無法避免佈線層相鄰，應該適當拉大兩佈線層之間的層間距，縮小布線層與其信號迴路之間的層間距。

原因：相鄰佈線層上的平行信號走線會導致信號串擾。

原則13：相鄰平面層應避免其投影平面重疊。

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佈局設計時，應充分遵守沿信號流向直線放置的設計原則，儘量避免來回環繞。

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佈局。

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干擾。

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。

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迴路面積。

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制，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：佈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。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201902/397481.htm

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“乾淨地”，則濾波、隔離器件應放置在“乾淨地”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面層互相耦合，削弱效果。

原則23： “乾淨地”上，除了濾波和防護器件之外，不能放置任何其他器件，

原因：“乾淨地”設計的目的是保證接口輻射最小，並且“乾淨地”極易被外來干擾耦合，所以“乾淨地”上不要有其他無關的電路和器件。

原則24：晶體、晶振、繼電器、開關電源等強輻射器件遠離單板接口連接器至少1000mil。

原因：將干擾會直接向外輻射或在外出電纜上耦合出電流來向外輻射。

原則25：敏感電路或器件(如復位電路、：WATCHDOG電路等)遠離單板各邊緣特別是 單板接口側邊緣至少1000mil。

原因：類似於單板接口等地方是最容易被外來干擾(如靜電)耦合的地方，而像復位電路、看門狗電路等敏感電路極易引起系統的 誤操作。

原則26：為IC濾波的各濾波電容應儘可能靠近芯片的供電管腳放置。

原因：電容離管腳越近，高頻迴路面積越小，從而輻射越小。

原則27：對於始端串聯匹配電阻，應靠近其信號輸出端放置。

原因：始端串聯匹配電阻的設計目的是為了芯片輸出端的輸出阻抗與串聯電阻的阻抗相加等於走線的特性阻抗，匹配電阻放在末端，無法滿足上述等式。

原則28：PCB走線不能有直角或銳角走線。

原因：直角走線導致阻抗不連續，導致信號發射，從而產生振鈴或過沖，形成強烈的EMI輻射。

原則29：儘可能避免相鄰佈線層的層設置，無法避免時，儘量使兩佈線層中的走線相互垂直或平行走線長度小於1000mil。

原因：減小平行走線之間的串擾。

原則30：如果單板有內部信號走線層，則時鐘等關鍵信號線布在內層(優先考慮優選布 線層)。

原因：將關鍵信號布在內部走線層可以起到屏蔽作用。

原則31：時鐘線兩側建議包地線，包地線每隔3000mil打接地過孔。

原因：保證包地線上各點電位相等。

原則32：時鐘、總線、射頻線等關鍵信號走線和其他同層平行走線應滿足3W原則。

原因：避免信號之間的串擾。

原則33：電流≥1A的電源所用的表貼保險絲、磁珠、電感、鉭電容的焊盤應不不少於兩個過孔接到平面層。

原因：減小過孔等效阻抗。

原則34：差分信號線應同層、等長、並行走線，保持阻抗一：致，差分線間無其它走線。

原因：保證差分線對的共模阻抗相等，提高其抗干擾能力。

原則35：關鍵信號走線一定不能跨分割區走線(包括過孔、焊盤導致的參考平面間隙)。

原因：跨分割區走線會導致信號迴路面積的增大。

原則36：信號線跨其迴流平面分割地情況不可避免時，建議在信號跨分割附近採用橋接電容方式處理，電容取值為1nF。

原因：信號跨分割時，常常會導致其迴路面積增大，採用橋接地方式是人為的為其設置信號迴路。

原則37：單板上的濾波器(濾波電路)下方不要有其他無關信號走線。

原因：分佈電容會削弱濾波器的濾波效果。

原則38：濾波器(濾波電路)的輸入、輸出信號線不能相互平行、交叉走線。

原因：避免濾波前後的走線直接噪聲耦合。

原則39：關鍵信號線距參考平面邊沿≥3H(H為線距離參考平面的高度)。

原因：抑制邊緣輻射效應。

原則40：對於金屬外殼接地元件，應在其投影區的頂層上鋪接地銅皮。

原因：通過金屬外殼和接地銅皮之間的分佈電容來抑制其對外輻射和提高抗擾度。

原則41：在單層板或雙層板中，佈線時應該注意“迴路面積最小化”設計。

原因：迴路面積越小、迴路對外輻射越小，並且抗干擾能力越強。

原則42：信號線(特別是關鍵信號線)換層時，應在其換層過孔附近設計地過孔。

原因：可以減小信號迴路面積。

原則43：時鐘線、總線、射頻線等：強輻射信號線遠離接口外出信號線。

原因：避免強輻射信號線上的干擾耦合到外出信號線上，向外輻射。

原則44：敏感信號線如復位信號線、片選信號線、系統控制信號等遠離接口外出信號線。

原因：接口外出信號線常常帶進外來干擾，耦合到敏感信號線時會導致系統誤操作。

原則45：在單面板和雙面板中，濾波電容的走線應先經濾波電容濾波，再到器件管腳。

原因：使電源電壓先經過濾波再給IC供電，並且IC回饋給電源的噪聲也會被電容先濾掉。

原則46：在單面板或雙面板中，如果電源線走線很長，應每隔3000mil對地加去耦合電容，電容取值為10uF+1000pF。

原因：濾除電源線上地高頻噪聲。

原則47：濾波電容的接地線和接電源線應該儘可能粗、短。

原因：等效串聯電感會降低電容的諧振頻率，削弱其高頻濾波效果。