電磁兼容EMC技術(shù)在電子器件PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問題及對(duì)策

      在IC（集成電路）設(shè)計(jì)和制造的可持續(xù)發(fā)展中，信號(hào)傳輸延遲和噪聲等一些問題的突出在影響信號(hào)完整性方面起著重要作用。因此，必須充分注意PCB設(shè)計(jì)過程中的問題，并且必須監(jiān)督電子產(chǎn)品的工藝流程，例如試制和制造步驟。此外，PCB設(shè)計(jì)應(yīng)該進(jìn)行一些改進(jìn)，以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊下的這些突出問題，并實(shí)現(xiàn)EMC（電磁兼容）技術(shù)的合理應(yīng)用。本文主要討論EMC技術(shù)在電子設(shè)備PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略。

電磁兼容EMC概述和問題
EMC指的是一種能夠使設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行而不受電磁干擾干擾并且拒絕對(duì)電路環(huán)境中的任何部件提供電磁干擾的能力。
在設(shè)計(jì)電子設(shè)備的PCB時(shí)，信號(hào)干擾問題通常會(huì)出現(xiàn)信號(hào)干擾源的多樣性，因此，在信號(hào)傳輸過程中，具有隔離，過濾，屏蔽和接地功能的EMC技術(shù)將有助于提高整個(gè)PCB設(shè)計(jì)水平。

      在應(yīng)用EMC技術(shù)的過程中，為了提高整體應(yīng)用效果，必須測試組件的質(zhì)量，具體而言，在EMC系統(tǒng)構(gòu)建過程中，必須通過實(shí)驗(yàn)方法測試EMC技術(shù)所涉及的組件的耐電壓能力和容量。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)過程中，應(yīng)注意突出問題的完整性和組件應(yīng)用過程中的適當(dāng)處理。

在PCB設(shè)計(jì)中，主要的EMC問題包括傳導(dǎo)干擾，串?dāng)_干擾和輻射干擾。

1、傳導(dǎo)干擾
傳導(dǎo)干擾通過引線去耦和共模阻抗去耦影響其他電路。例如，噪聲通過電源電路進(jìn)入系統(tǒng)，其支持電路將受到噪聲的影響。

命令代碼阻抗解耦

圖1顯示了通過共模阻抗的噪聲去耦。電路1和電路2都通過相同的引線獲得電源電壓和接地回路。如果任何一個(gè)電路的電壓突然需要改善，則另一個(gè)電路將由于兩個(gè)環(huán)路之間的公共功率和阻抗而降低。

2、串?dāng)_干擾
      串?dāng)_干擾是指從一條信號(hào)線到相鄰信號(hào)線的干擾，通常發(fā)生在相鄰電路和導(dǎo)體上，并且具有電路和導(dǎo)體之間的互電容和互阻抗。例如，PCB上的帶狀線具有低電平信號(hào)，當(dāng)并行線長度超過10cm時(shí)，會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_。由于電場可以通過互電容引起串?dāng)_，通過互磁阻磁場，首要問題是確定哪個(gè)去耦有主要作用，電場（互電容）去耦或磁場（互阻抗）。功率阻抗和接收器阻抗的乘積可以作為參考，這取決于電路和頻率之間的配置。

產(chǎn)品                       主要解耦
<300 2                         磁場
> 1000 2             電場
> 300 2，<1000 2 磁場或電場

3、輻射干擾
      輻射干擾是指由自由電磁波釋放的輻射引起的干擾，PCB中的輻射干擾是指電纜和內(nèi)部線路之間的共模輻射干擾。當(dāng)電磁波照射在傳輸線上時(shí)，解耦問題將從電場到具有分布為CM（共模）和DM（差模）的分布式小電壓源的線路。CM電流是指來自兩個(gè)具有幾乎相等振幅和等效相位的引線的電流，而DM電流是指來自具有相等振幅但相位相反的兩個(gè)引線的電流。

電子器件PCB設(shè)計(jì)中的電磁兼容EMC應(yīng)用策略

1、ESD（靜電放電）保護(hù)
      在設(shè)計(jì)電子器件的PCB時(shí)，ESD通過直接傳導(dǎo)或電感去耦對(duì)電流運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，這導(dǎo)致ESD保護(hù)的必要性以滿足電子生產(chǎn)開發(fā)的要求。電子設(shè)備的PCB設(shè)計(jì)者必須確保EMC技術(shù)在電子設(shè)備的PCB設(shè)計(jì)過程中根深蒂固。也就是說，在開發(fā)新型電子產(chǎn)品的過程中，鍍通孔應(yīng)位于PCB上，在鍍通孔設(shè)計(jì)過程中，金屬外殼上的外部電路應(yīng)與內(nèi)部電路連接，固定螺釘必須與在連接處組裝。

      最終目標(biāo)是建立優(yōu)秀的內(nèi)外等電位環(huán)境，以避免ESD的突出，從而導(dǎo)致電路故障。例如，某些類型的電子設(shè)備強(qiáng)調(diào)EMC技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)安排6個(gè)電鍍通孔，以確保內(nèi)部電路和LCD外殼之間的良好連接，從而大大提高了整體PCB設(shè)計(jì)。此外，這種類型的電子器件在信號(hào)輸入和輸出的位置安排ESD保護(hù)元件，并且已經(jīng)組裝靜電環(huán)以避免ESD的突出，這可能降低電路運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2、去耦電容配置
      在電子設(shè)備的PCB設(shè)計(jì)過程中，電力系統(tǒng)在影響信號(hào)完整性方面起著重要作用，因此必須強(qiáng)調(diào)EMC理論的應(yīng)用，在去耦電容器配置的過程中，可以模擬電路運(yùn)行，在此期間可以掌握噪聲干擾現(xiàn)象，從而可以有效地控制噪聲問題。同時(shí)，在去耦電容器配置的過程中，技術(shù)人員需要嚴(yán)格檢查應(yīng)保持在10到100F范圍內(nèi)的電源濾波器電容輸入端子，以滿足EMC技術(shù)的條件。此外，系統(tǒng)頻率應(yīng)控制在15MHz以下，以提高電子器件的應(yīng)用水平，去耦電容器配置應(yīng)位于集成芯片的位置。

3、熱設(shè)計(jì)
      散熱設(shè)計(jì)是影響電子設(shè)備性能的最重要因素之一，在熱輻射和通風(fēng)的影響下，元件和熱源之間的距離必須控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并且在元件組裝過程中必須不時(shí)地檢查元件的熱度，例如電容器。此外，在組裝高功率元件時(shí)，請(qǐng)確保將這些元件放置在PCB頂部，以便可以進(jìn)行最佳的散熱設(shè)計(jì)，從而提高整體PCB設(shè)計(jì)水平。

4、線長和寬度設(shè)計(jì)
      在電子器件PCB的EMC設(shè)計(jì)過程中，線寬和長度與信號(hào)傳輸效率有直接關(guān)系，PCB設(shè)計(jì)人員應(yīng)特別仔細(xì)檢查傳輸延遲效應(yīng)，在此基礎(chǔ)上可以達(dá)到最佳電路設(shè)計(jì)。印刷引線電感效應(yīng)導(dǎo)致干擾，印刷引線長度與干涉效應(yīng)成正比，因此印刷引線應(yīng)在短而寬的條件下進(jìn)行控制，以滿足新電子器件的發(fā)展要求。例如，在某些類型的電子器件的開發(fā)過程中，充分考慮線路長度和寬度的設(shè)計(jì)，以便EM78860的第9引腳XIN位于振蕩器的位置，并且引線位于DL16521的位置保持簡短，所有這些都提高了整體EMC設(shè)計(jì)水平。

      基于電子器件的快速發(fā)展，PCB設(shè)計(jì)引起了人們對(duì)PCB的高效率和穩(wěn)定性的關(guān)注，這導(dǎo)致了對(duì)EMC技術(shù)的重視。關(guān)于EMC技術(shù)的突出問題，應(yīng)從線長和寬度設(shè)計(jì)，去耦電容配置和ESD的角度來處理，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果，在此基礎(chǔ)上推動(dòng)電子器件設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)性發(fā)展。

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