2024年1月12日发(作者：)
EMC培训讲座目录2一：EMC的概念和含义............................................................................2二：EMC的主要内容................................................................................2三：电磁干扰三要素：干扰源，传输途径和敏感体。.........................3四：EMC设计对策：................................................................................4五：PCB布线应遵守的基本原则：........................................................5实例分享：.................................................................................................9一：三极管基极电阻放置太远电阻后面变成弱信号，易受干扰。..9二：大电流回路过长引起强辐射和地平面抬高现象.............................9三：DC-DC的布线注意........................................................................10作者：谢江虎
EMC一：EMC的概念和含义电磁兼容ＥＭＣ（electromagneticcompatibility）ＥＭＣ的两重含义：EMI：（Electromagneticinterference）电磁干扰EMS：（Electromagneticsusceptibility）电磁敏感度１.产生的电磁干扰不应对周围系统造成不能承受的影响和环境污染。(EMI)２.对外界电磁干扰有足够的防御能力。（EMS）二：EMC的主要内容RE：（Radiatedemission）辐射骚扰CE：（Conductedemission）传导骚扰CS：（Conductedsusceptibility）传导骚扰抗扰度RS：（Radiatedsusceptibility）射频电磁场辐射抗扰度ESD：（Electrostaticdischarge）静电放电EFT/B：（Electricalfasttransientburst）电快速瞬变脉冲群Surge：浪涌作者：谢江虎
三：电磁干扰三要素：干扰源，传输途径和敏感体。1、1）干扰源：时钟电路（包括晶振、时钟驱动电路）；开关电源；(AC-DCDC-DC)高电平信号、大电流信号、dv/dt、di/dt高信号；继电器；内部互连电缆；2）耦合途径：传播RF能量的各种媒质，例如自由空间、互连电缆（共模耦合）；按传播的方式，电磁干扰分成两种类型：传导型干扰与辐射型干扰。传导型干扰：简单的说就是通过导线或元器件传输的噪声，这个噪声的频率范围为10KHZ-30MHZ，它既有共模方式，又有差模方式。LC网络常常是抑制传导干扰的主要方式。辐射型干扰：辐射型干扰以电磁波的方式直接发射，线路中一个普通的例子是电源线扮演发射天线的作用，频率覆盖范围30MHZ-1GHZ，这个范围的EMI可通过金属屏蔽的方式抑制。3）耦合装置：PCB上的各种敏感器件，它们易于接收来自I/O线缆的辐射干扰并把这些有害能量传输到其他敏感电路或器件上，敏感器件或信号主要有：收发模块；复位信号；小弱信号。注：三者为顺序关系，对于EMC来讲，这三个要素缺一不可。如果任一要素不存在，EMI也就不存在。作者：谢江虎
四：EMC设计对策：1)降低干扰源：合理的PCB设计，消除射频干扰；多为增加磁珠和电感，尤其是钽电容；将有源器件是所有辐射通过PCB设计将电磁能量限制在最小；（如严格控制线头长度、控制信号回路面积）在器件选型方面以及天线效应方面来控制EMI的强度；2)切断或削弱传播途径：对应传导耦合：加滤波电容、滤波器、共模线圈、隔离变压器等；对应辐射耦合：相邻层垂直走线、加屏蔽地线、磁性器件合理布局、3W规则、正确层分布、辐射能力强或敏感信号内布层、使用I/O双绞线、辐射信号强的信号远离板边缝隙等。3)提高设备的抗干扰能力：PCB设计时采用接地、屏蔽、滤波技巧，提高设备的抗干扰能力。作者：谢江虎
五：PCB布线应遵守的基本原则：1：尽量不使用直角的铜箔布线方式。原理：直角走线导致阻抗不连续，导致信号发射，产生振铃或过冲，形成强烈的EMI辐射。2：PCB走线特别是时钟线与总线的粗细应保持一致。原理：粗细不一致时，走线阻抗会发生突变.3：尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线长度小于25mm。可以在两平行线之间插入地线。(差分线除外)差分信号线应同层、等长、并行走线，保持阻抗一致，差分线间无其它走线。原理：减小平行走线之间的串扰。4：时钟线，总线，视频线，音频线等一些关键信号线要求至少有0.25mm的地线进行屏蔽。包地线每隔5mm追加VIA接地。频率大于等于66M的信号线，每条过孔数不要超过2个，平均不得超过1.5个。频率小于66M的信号线，每条过孔数不要超过3个，平均不得超过2.5个5:电流≥1A的电源所用的表贴保险丝、磁珠、电感、钽电容的焊盘应不不少于两个过孔接到平面层。作者：谢江虎
原理：减小过孔等效阻抗。过孔过小，过少就会有阻抗突变产生EMI6:布线时应该注意“回路面积最小化”设计。包括电源线路和信号线路。原理：回路面积越小、回路对外辐射越小，并且抗干扰能力越强。7：滤波电容的走线应先经滤波电容滤波，再到器件管脚。并且要求靠近IC放置。原理：使电源电压先经过滤波再给IC供电，并且IC回馈给电源的噪声也会被电容先滤掉。8：如果电源线走线很长，应每隔10mm对地加去耦合电容，电容取值为10uF＋1000pF。原理：线路过长容易受到外部的干扰，加电容可以滤除电源线上地噪声。9:输出阻抗高的走线尽量短，输出阻抗低的走线可长一些，输入阻抗低的走线尽量短，输入阻抗高的走线可长一些。原理：输出阻抗高的走线容易吸收信号，引起电路不稳定，EMS变弱输入阻抗低的走线容易发射信号，引起电路不稳定，EMI变强。作者：谢江虎
10：20H3W五五规则20H规则PCB物理尺寸比最靠近的接地板的物理尺寸小10H时，辐射减弱；小于20H时，辐射减弱70%；小于100H时，减弱98%。一般采用20H。3W规则时钟、总线、射频线等关键信号走线和其他同层平行走线应满足3W原则。3W解决70%的串扰，而10W则达到98%。时钟电路、差分对电路、高速IO电路常采用。五五规则印制板层数选择规则，即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns，则PCB板须采用多层板，这是一般的规则，有的时候出于成本等因素的考虑，采用双层板结构时，这种情况下，最好将印制板的一面做为一个完整的地平面层。作者：谢江虎
11：请时刻记住：导线不只是导线电阻不只是电阻电容不只是电容电感不只是电感作者：谢江虎
实例分享：一：三极管基极电阻放置太远电阻后面变成弱信号，易受干扰。二：大电流回路过长引起强辐射和地平面抬高现象由于走线过长，电流很大，导致GND2对GND形成比较高的电位差，最后MCU的控制信号“LOUD_CTRL”不足以打开Q2的三极管。作者：谢江虎
三：DC-DC的布线注意1）:输入电压接滤波电容后，尽可能靠近芯片2）:功率地上的电容地（包含输入输出地）近可能靠近芯片地3）:续流二极管到电感线近可能短，因为有高频尖峰信号，容易产生干扰4）:功率地和信号地分开走线，最后单点接到芯片地上。5）:不同的DC-DC芯片尽量参考芯片资料的布局图来设计作者：谢江虎
