EMC学习笔记（二十二）降低EMI的PCB设计指南（二）

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1.电源和地概述

唯一应该在PCB的电源路由中流动的非直流电流是补充旁路电容器所需的电流。在输入时钟边沿切换的微机内部使用的高频电流应该来自旁路电容，而不是来自电源。

2.电感量

电感随导体长度的增加而增加，随导体宽度的增加而减小(以较慢的速率)。在电源布线中，电感使电压降辐射和传播。

因为不希望任何迹线辐射RF能量，所以任何携带RF能量的迹线应当具有尽可能低的电感:在双层板上，对于电源和地，IC和电压源之间的任何迹线的长宽比都不应超过3:1。

电源和接地应该直接运行在对方，这减少了阻抗和最小化回路面积。

3.两层板和四层板

通过模拟计算使四层板更好的因素，两层板可以达到四层板的95%的有效性能:

多做一点努力，让地平面在电源平面之下。

电网电源和地，但要小心，不要创建不必要的公共阻抗连接或违反预期的隔离，如高功率和数字接地之间。可以使用网格化以创建平面。返回路径直接连接到信号跟踪下的处理器I/0。网格化是一种节省空间的方法。

在单片机下面，建立一个坚实的地平面，以便旁路元件和振荡器回路可以连接。将此接地连接到接地引脚和电源旁路电容。这就是所谓的单片机接地注意事项。

4.单层和双层设计中的微控制器接地

微控制器接地是位于微控制器下方底层的接地区域，它成为微控制器产生的噪声的地岛。该区域应延伸约1/4英寸外的设备和连接到微处理器的地面。接地连接的电源旁路电容器和任何旁路电容器的引脚也应该配合这个地面。此外，接地区域应延伸出并围绕振荡器引线的通孔，并将旁路电容器绑在一起，以便从顶部观察时提供尽可能小的环路区域。如图所示。

顶面迹线以虚线形式显示在底侧图上，以供定线之用。注意振荡器电容器是如何位于器件和晶体之间的走线上的。这消除了循环区域。铁氧体磁珠和Vcc旁路电容器的位置也是如此，位于中央的主电源引线几乎直接在接地引线下运行。

5.信号返回地

信号和从接收器设备返回到信号源的接地回路形成环路。信号返回路径是PCB布局中最困难的设计问题。

很难在每一个连接到微控制器上的信号引脚的迹线下面设置一个接地回路。但是，这正是一个四层板的地平面所做的。无论痕迹在哪里运行，总有一个地面返回路径运行在它下面。

最接近于在一个双层电路板中有一个接地平面的方法是将接地网格化，如前所述，来自信号迹线的辐射是主要关注的问题。通过在信号迹线下面为信号的返回布线来减少环路面积是处理这个问题的最有效的方法。因此，创建接地网格是布局PCB时要做的最重要的事情(在地板规划之后)。

6.模拟、数字信号与大功率电源

数字地线和电源携带需要包含的RF能量，因此最好将其与任何其他电源和地线隔离，无论是模拟、高功率还是其他不相关的迹线。如果来自微型计算机或任何其他电路的噪音在一个孤立的地面上，它可以通过仔细地放置在470-1000 PF范围内的一个小的RF电容器来返回。选择电容器的位置是通过试验和错误，最好是在暗室完成。

7.模拟电源引脚和模拟参考电源

集成到微控制器中的模拟到数字(A/D)转换器的参考电压确实提供了非常少量的时钟电流，但是，从噪声排放的角度来看，这是不够的。大多数应用程序的模拟Vss/Vcc绑到数字Vss1 Vcc1引脚，这不会改变显着的A/D的噪声特性，也没有辐射排放。可以参考前面的设计原则。

8.四层板电源设计参考注意事项

前面提到了降低四层板噪音的原因。以下指南应保持在四层板中获得的优势。

要特别注意孔和切口是怎么做的。它们破坏了平面，因此导致循环区域的增加(参见图5中的A和B)。

避免埋在地平面上的走线。如果你必须使用它们，把它们放在+V平面上。

在平面上为100 mil中心间距的引线制作通孔时，在每个引脚之间放置一个小的走线。用一排孔打破平面要比用一个长槽好得多(见图中的c和d)

"例如，当将地平面分割为数字地和电源地时，要确保连接到微处理器的信号仍然完全位于数字地上。将信号迹线延伸到电源地之外是有害的，因为电源地不能减少数字噪声信号的环路面积。