1電磁兼容

　　電磁兼容性（EMC）是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。各種運行的電力設備之間以電磁傳導、電磁感應和電磁輻射三種方式彼此關聯(lián)并相互影響，在一定的條件下會對運行的設備和人員造成干擾、影響和危害。電磁干擾（Electromagnetic Interference），簡稱EMI,有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾主要是電子設備產生的干擾信號通過導電介質或公共電源線互相產生干擾；輻射干擾是指電子設備產生的干擾信號通過空間耦合把干擾信號傳給另一個電網絡或電子設備。為了防止一些電子產品產生的電磁干擾影響或破壞其它電子設備的正常工作，各國政府或一些國際組織都相繼提出或制定了一些對電子產品產生電磁干擾有關規(guī)章或標準，符合這些規(guī)章或標準的產品就可稱為具有電磁兼容性EMC（Electromagnetic Compatibility）。電磁兼容性EMC標準不是恒定不變的，而是天天都在改變，這也是各國政府或經濟組織，保護自己利益經常采取的手段。印刷板作為電子設備的基礎部件，使用中同樣存在電場和磁場，有電、磁場存在就有電磁兼容問題，尤其是現(xiàn)代電子設備中大量采用數(shù)字電路、高速邏輯電路，信號的傳輸速度大大提高，這也增大了引起電磁輻射和受電磁干擾的因素，所以考慮電磁兼容問題是印刷電路板設計的重要內容。

　　2印刷電路板上抑制電磁干擾設計

　　印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板，簡稱印制板，英文簡稱PCB（printed circuit board ）或PWB（printed wiring board），以絕緣板為基材，切成一定尺寸，其上至少附有一個導電圖形，并布有孔（如元件孔、緊固孔、金屬化孔等），用來代替以往裝置電子元器件的底盤，并實現(xiàn)電子元器件之間的相互連接。由于這種板是采用電子印刷術制作的，故被稱為"印刷"電路板。習慣稱"印制線路板"為"印制電路"是不確切的，因為在印制板上并沒有"印制元件"而僅有布線。它是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體。

　　由于PCB上的電子器件和線路的密集度不斷增加，而信號的頻率也不斷提高，不可避免地會引入E訛（電磁兼容）和陰I（電磁干擾）的問題。

　　外部的傳導干擾和輻射干擾對PCB上的電路基本無影響，實際上在設計中采取正確的措施常常能同時起到抗干擾和抑制發(fā)射的作用。在設計印刷電路板時，首先要根據(jù)實際需要，選擇合適的印制板類型（板材和板層），然后是確定元器件在板上的位置，再依次布局，設計地線、信號線。

　　2.1印刷電路板的選取

　　印刷電路板有單面、雙面和多層板之分。單面和雙面板一般用于低、中密度布線的電路和集成度較低的電路。多層板適用于高密度布線、高集成度芯片的高速數(shù)字電路。從電磁兼容的角度來說，多層板可以減小線路板的電磁輻射并提高線路板的抗干擾能力。因為在多層板中，可以設置專門的電源層和地層，使信號線與地線之間的距離僅為線印刷電路板的層間距離。這樣板上所有信號的回路面積就可以降至，從而有效減小差模輻射。

　　2.2元器件的布局

　　設計印刷電路板不僅僅是簡單地將各個元器件之間用印制導線連接起來，更重要的是應當考慮電路的特點和要求，正確的擺放元器件

　　l）按電路單元和相互有連接關系的元器件應靠近布局。以減少元器件之間的走線和連線的長度，減低輻射和干擾。

　　2）按電路工作頻率或器件的開關速度的相對高低分區(qū)布局，從I/0端向板的遠端電路工作頻率依次降低分布，在較高頻率區(qū)內，高速震蕩器件不應靠近工/0端。

　　3）容易產生電磁輻射的元器件（如：時鐘、震蕩器等），遠離電磁敏感器件或走線，必要時采取電磁屏蔽措施。

　　2.3信號線的布局

　　信號線的布置根據(jù)信號的流向順序安排，使電路板上的信號走向流暢。不相容的信號線應相互遠離，不要平行走線。同一層上的信號線保持一定間距，以相應地線回路隔離，減少線間信號串擾。分布在不同層上的信號線走向應相互垂直，這樣可以減少線間的電場和磁場禍合干擾。高速信號的回路面積盡可能小，以免發(fā)生輻射干擾。

　　1）高速信號線盡可能放在同一層，不要換層：2）使信號線平滑過度，避免由于線寬突變引起信號反射：3）印制線不要一部分緊鄰地線走，一部分不緊鄰造成阻抗突變；4）信號線不要離印制板邊緣太近，否則會引起特征阻抗變化，而且容易產生邊緣場，增加向外的輻射：5）對于導線特性阻抗要求嚴格的信號線，應采用帶狀線或微帶線的布線形式，有利于導線寬度、厚度和絕緣層厚度調整特性阻抗；6）當電路的工作頻率超過SMHz或器件的邊沿數(shù)率超過sns時，應優(yōu)先選用多層板，有利于降低電磁干擾；7）高速信號傳輸線路中過孔盡量少，并且孔徑小，有利于降低孔的寄生電容，通常采用小孔徑的過孔、埋孔或盲孔。

　　2.4地線布局

　　1）將數(shù)字電路與模擬電路分開。電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應使它們盡量分開，兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。

　　2）正確選擇單點接地與多點接地。在低頻電路中，信號的工作頻率小于1陽z,它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而應采用一點接地。當信號工作頻率大于10MHz時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗，應采用就近多點接地。

　　3）盡量加粗接地線。若接地線很細，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應將接地線盡量加粗，使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。

　　4）地線上的隔離孔不應距離太近，隔離孔的絕緣環(huán)不能過大，以免形成無意的溝槽，影響上一層信號線的阻抗。

　　5）接地線構成閉環(huán)路。設計只由數(shù)字電路組成的印刷電路板的地線系統(tǒng)時，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。

　　2.5印刷導線的寬度

　　導線寬度應以滿足電氣性能而又便于生產為宜，它的值以承受的電流而定，但不宜小于0.Zmln,在高密度、高的印刷線路中，導線寬度和間距一般可取0.3nnn;導線寬度在大電流情況下還應考慮到其溫升，單面板試驗表明，當銅箔厚度為SOum、導線寬度1一1.smm、通過電流為2A時，溫升很小。

　　在DIP封裝的走線間，當兩腳間通過2根線時，焊盤直徑可設為50mil,線寬與線距都為10耐l;當兩腳間只通過1根導線時，焊盤直徑可設為64011,線寬與直徑都為12mil.

　　3軟件抗干擾措施

　　采用看門狗電路防止由于外界干擾硬件故障及程序出錯致使系統(tǒng)停機中斷或程序進入死循環(huán)；采用軟件濾波方法剔除高頻脈沖干擾。

　　4小結

　　印制電路板中的電磁兼容問題很復雜，要針對具體問題采取相應的措施。設計中善于采用新的設計手段，吸取先進的設計經驗，利用成熟的安裝工藝，有效的減少電磁干擾。隨著PCB工藝的不斷提高和電磁兼容學的深入發(fā)展，其電子產品的電磁兼容性能也將會有顯著的提高。