PCB抑制干擾設計，這47個(gè)原則你不得不知！

　　差模電流和共模電流

　　輻射產(chǎn)生

　　電流導致輻射，而非電壓，靜態(tài)電荷產(chǎn)生靜電場(chǎng)，恒定電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，時(shí)變電流既產(chǎn)生電場(chǎng)又產(chǎn)生磁場(chǎng)。任何電路中存在共模電流和差模電流，差模信號攜帶數據或有用信號，共模信號是差模模式的負面效果。

　　差模電流

　　大小相等，方向(相位)相反。由于走線(xiàn)的分布電容、電感、信號走線(xiàn)阻抗不連續，以及信號回流路徑流過(guò)了意料之外的通路等，差模電流會(huì )轉換成共模電流 。

　　共模電流

　　大小不一定相等，方向(相位)相同。設備對外的干擾多以共模為主，差模干擾也存在，但共模干擾強度常常比差模強度大幾個(gè)數量級。外來(lái)的干擾也多以共模干擾為主，共模干擾本身一般不會(huì )對設備產(chǎn)生危害，但如果共模干擾轉變?yōu)椴钅８蓴_，就嚴重了，因為有用信號都是差模信號。差模電流的磁場(chǎng)主要集中在差模電流構成的回路面積內，而回路面積 之外，磁力線(xiàn)會(huì )相互抵消;共模電流的磁場(chǎng)在回路面積之外，共模電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同。PCB的很多EMC設計都遵循以上理論。

　　在PCB板上抑制干擾的途徑有：

　　1、減小差模信號回路面積。

　　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)。高速PCB EMC設計的47個(gè)原則

　　PCB設計原則歸納

　　原則1：PCB時(shí)鐘頻率超過(guò)5MHZ或信號上升時(shí)間小于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面積能夠得到很好的控制。

　　原則2：對于多層板，關(guān)鍵布線(xiàn)層(時(shí)鐘線(xiàn)、總線(xiàn)、接口信號線(xiàn)、射頻線(xiàn)、復位信號線(xiàn)、片選信號線(xiàn)以及各種控制信號線(xiàn)等所在層)應與完整地平面相鄰，優(yōu)選兩地平面之間。

　　原因：關(guān)鍵信號線(xiàn)一般都是強輻射或極其敏感的信號線(xiàn)，靠近地平面布線(xiàn)能夠使其信號回路面積減小，減小其輻射強度或提高抗干擾能力。

　　原則3：對于單層板，關(guān)鍵信號線(xiàn)兩側應該包地處理。

　　原因：關(guān)鍵信號兩側包地，一方面可以減小信號回路面積，另外防止信號線(xiàn)與其他信號線(xiàn)之間的串擾。

　　原則4：對于雙層板，關(guān)鍵信號線(xiàn)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(guān)鍵信號靠近地平面相同。

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

　　原因：電源平面相對于其回流地平面內縮可以有效抑制邊緣輻射問(wèn)題。

　　原則6：布線(xiàn)層的投影平面應該在其回流平面層區域內。

　　原因：布線(xiàn)層如果不在回流平面層的投影區域內，會(huì )導致邊緣輻射問(wèn)題，并且導致信號回路面積增大，從而導致差模輻射增大。

　　原則7：多層板中，單板TOP、BOTTOM層盡量無(wú)大于50MHZ的信號線(xiàn)，

　　原因：最好將高頻信號走在兩個(gè)平面層之間，以抑制其對空間的輻射。

　　原則8：對于板級工作頻率大于50MHz的單板，若第二層與倒數第二層為布線(xiàn)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(gè)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回路面積。

　　原則10：在單層板中，電源走線(xiàn)附近必須有地線(xiàn)與其緊鄰、平行走線(xiàn)。

　　原因：減小電源電流回路面積。

　　原則11：在雙層板中，電源走線(xiàn)附近必須有地線(xiàn)與其緊鄰、平行走線(xiàn)。

　　原因：減小電源電流回路面積。

　　原則12：在分層設計時(shí)，盡量避免布線(xiàn)層相鄰的設置。如果無(wú)法避免布線(xiàn)層相鄰，應該適當拉大兩布線(xiàn)層之間的層間距，縮小布線(xiàn)層與其信號回路之間的層間距。

　　原因：相鄰布線(xiàn)層上的平行信號走線(xiàn)會(huì )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(shí)，層與層之間的耦合電容會(huì )導致各層之間的噪聲互相耦合。

　　原則14：PCB布局設計時(shí)，應充分遵守沿信號流向直線(xiàn)放置的設計原則，盡量避免來(lái)回環(huán)繞。

　　原因：避免信號直接耦合，影響信號質(zhì)量。

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

　　原則16：當線(xiàn)路板上同時(shí)存在高、中、低速電路時(shí)，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(guò)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(fēng)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面積。

　　原則18：線(xiàn)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(jīng)經(jīng)過(guò)了濾波的線(xiàn)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(shí)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，應該遵從先防護后濾波的原則。

　　原因：防護電路用來(lái)進(jìn)行外來(lái)過(guò)壓和過(guò)流抑制，如果將防護電路放置在濾波電路之后，濾波電路會(huì )被過(guò)壓和過(guò)流損壞。