各位老鐵們好，相信很多人對電路板設計中如何處理電路設計的EMI問題？都不是特別的了解，因此呢，今天就來為大家分享下關于電路板設計中如何處理電路設計的EMI問題？以及如何抑制高速PCB設計中的EMI的問題知識，還望可以幫助大家，解決大家的一些困惑，下面一起來看看吧！

元件在電路板上的布局怎樣才合理

在電子設計中，項目原理圖設計完成編譯通過之后，就需要進行PCB的設計。PCB設計首先在確定了板形尺寸，疊層設計，整體的分區(qū)構想之后，就需要進行設計的第一步：元件布局。即將各元件擺放在它合適的位置。而布局是一個至關重要的環(huán)節(jié)。布局結果的優(yōu)劣直接影響到布線的效果，從而影響到整個設計功能。因此，合理有效的布局是PCB設計成功的第一步。

PCB布局前按照整個功能按模塊對電路進行分區(qū)。區(qū)域規(guī)劃時依照功能對模擬部分和數(shù)字部分隔離，高頻電路與低頻電路隔離。分區(qū)完成之后考慮每個區(qū)域內(nèi)的關鍵元件，將區(qū)域內(nèi)其他元件以關鍵元件為重點放置到合適的位置。當放置元件時，同時考慮子系統(tǒng)電路之間的內(nèi)部電路走線，特別是時序及振蕩電路。為了去除電磁干擾的潛在問題，應系統(tǒng)地檢查元件放置與布局，以方便走線，降低電磁干擾，滿足功能的前提下盡量做到美觀。

常見的PCB布局方面的問題和困惑

一個產(chǎn)品的成功與否，一方面要求功能質量良好，另一方面要求美觀，要像向雕琢一件工藝品一樣布局您的電路板。在PCB元件布局方面經(jīng)常會有這些疑問和困擾。

PCB板形與整機是否匹配？元器件之間是間距是否合理，有無水平上或高度上的沖突？

PCB是否需要拼版，是否要預留工藝邊，是否預留安裝孔，如何排列定位孔？

如何考慮阻抗控制，信號完整性，電源信號穩(wěn)定，電源模塊散熱？

需要經(jīng)常更換的元件是否方便替換，可調元件是否方便調節(jié)？

熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否考慮距離？

整板EMC性能，如何布局能有效增強抗干擾能力？

優(yōu)秀的PCB元件布局原則

首先劃分區(qū)域。根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行整體考慮，將各個功能電路單元按照模塊劃分大體區(qū)域，使布局適合信號流通，并盡量保持方向一致。

如上圖所示，大體的功能模塊比如電源部分，核心控制部分，信號輸入處理部分，信號輸出處理部分，接插件部分，人機交互部分等等。按照電路板的實際功能需要進行模塊區(qū)域的劃分。一般的原則是電源部分集中布局在板邊，核心控制部分在板中間，信號輸入部分位于核心控制部分的左邊，而信號輸出部分位于核心控制部分右邊。接插件部分盡量布置在板邊，人機交互部分要考慮到人機工程的要求進行合理布局。在保證電氣性能的前提下，各功能模塊的元件應放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀。

然后以每個功能模塊電路的核心元件為中心，圍繞這個中心來進行布局。元器件應均勻、整體、緊湊的排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接以方便布線并減少電磁干擾。在PCB中，特殊的元件比如電源器件、可調器件、發(fā)熱及熱敏感器件、高頻部分的關鍵元件、核心芯片、易受干擾的元件、體積或重量大的器件、帶高壓器件，以及一些異性元件，這些特殊元件的位置需要仔細分析，布局要合乎電路功能的要求及生產(chǎn)的需求。不合適的布局可能產(chǎn)生電路兼容問題、信號完整性問題，從而導致PCB設計的失敗。特殊元器件的位置在布局時一般要遵守以下原則：

DC/DC變換器、開關元件和整流器應盡可能靠近變壓器放置，整流二極管盡可能靠近調壓元件和濾波電容器。以減小其線路長度。

電磁干擾（EMI）濾波器要盡可能靠近EMI源。盡可能縮短高頻元器件之間的連接，設法減少他們的分布參數(shù)及和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互離的太近，輸入和輸出應盡量遠離。

對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元器件的布局應考慮整塊扳子的結構要求，一些經(jīng)常用到的開關，在結構允許的情況下，應放置到手容易接觸到的地方。元器件的布局到均衡，疏密有度。

發(fā)熱元件應該布置在PCB的邊緣，以利散熱。如果PCB為垂直安裝，發(fā)熱元件應該布置在PCB的上方。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。

在電源布局時，盡量讓器件布局方便電源線布線走向。布局時需要考慮減小輸入電源回路的面積。滿足流通的情況下，避免輸入電源線滿板跑，回路圈起來的面積過大。電源線與地線的位置良好配合，可降低電磁干擾的影響。如果電源線和地線配合不當，會出現(xiàn)很多環(huán)路，并可能產(chǎn)生噪聲。

高、低頻電路由于頻率不同，其干擾以及抑制干擾的方法也不相同。所以在元件布局時，應將數(shù)字電路、模擬電路以及電源電路按模塊分開布局。將高頻電路與低頻電路有效隔離，或者分成小的子電路模塊板，之間用接插件連接。

此外，布局中還應特別注意強、弱信號的器件分布及信號傳輸方向路徑等問題。為將干擾減輕到最小程度，模擬電路部分和數(shù)字電路部分分隔開之后，保持高、中、低速邏輯電路在PCB上也要用不同區(qū)域，PCB板按頻率和電流開關特性分區(qū)。噪聲元件與非噪聲元件要距離遠一些。熱敏元件與發(fā)熱元件距離遠一些。低電平信號通道遠離高電平信號通道和無濾波的電源線。將低電平的模擬電路和數(shù)字電路分開，避免模擬電路、數(shù)字電路和電源公共回線產(chǎn)生公共阻抗耦合。

元件布局小技巧推薦

切換PCB元件放置中各種柵格（Grid）的應用；

元件對齊工具的應用。各種方式智能化對齊排列方式，幫你輕松定位；

元件智能擺放，高亮提示，元件交換（Smartplacement）；

全局批量編輯修改元件和各種對象的屬性，讓你的更改更為便捷；

3D智能化實時顯示，檢測PCB板內(nèi)元件以及板外整機的匹配性

電腦機箱漏電如何解決

第一，先檢查電插板是否接觸良好。

第二，打開機箱，看機箱內(nèi)的接線是否接觸良好，絕緣包裹有沒有出現(xiàn)破損，線材的金屬部件有沒有接觸到其他配件及機箱。

如何解決多層PCB設計時的EMI

PCB板上會因EMC而增加的成本，通常是因增加地層數(shù)目以增強屏蔽效應及增加了鐵氧體磁珠，扼流圈等抑制高頻諧波器件的緣故。除此之外，通常還是需搭配其它機構上的屏蔽結構才能使整個系統(tǒng)通過EMC的要求。以下僅就PCB板的設計提供幾個降低電路產(chǎn)生電磁輻射效應的技巧：1、盡可能選用信號斜率較慢的器件，以降低信號所產(chǎn)生的高頻成分。注意高頻器件擺放的位置，不要太靠近對外的連接器。2、注意高速信號的阻抗匹配，走線層及其回流電流路徑，以減少高頻的反射與輻射。3、在各器件的電源管腳放置足夠且適當?shù)娜ヱ詈想娙菀跃徍碗娫磳雍偷貙由系脑肼?。特別注意電容的頻率響應與溫度的特性是否符合設計所需。4、對外的連接器附近的地可與地層做適當分割，并將連接器的地就近接到底盤地面。5、可適當運用地面防護/分流痕跡在一些特別高速的信號旁，但要注意其對走線特性阻抗的影響。6、電源層比地層內(nèi)縮20H，H為電源層與地層之間的距離。

如何抑制高速PCB設計中的EMI

這個幾句話說不清。

1，首先合理的疊層分配是很重要的手段。

2，元件選型也是很重要。

3，型號走線規(guī)劃。

4，阻抗控制。

5，ESD元件也對EMI有一定的抑制。

6，電源走線和鋪銅也是要注意。

7，天線效應的鋪銅或走線盡量控制。

8，電源滿足20H。

9，加屏蔽罩，這是比較常見的方法。

如何增加系統(tǒng)的抗電磁干擾能力

增加抗電磁干擾，可以注意以下方面

1、選用頻率低的微控制器：

選用外時鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統(tǒng)的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波，方波中的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度，比基波小，但頻率越高越容易發(fā)射出成為噪聲源，微控制器產(chǎn)生的最有影響的高頻噪聲大約是時鐘頻率的3倍。

2、減小信號傳輸中的畸變

微控制器主要采用高速CMOS技術制造。信號輸入端靜態(tài)輸入電流在1mA左右，輸入電容10PF左右，輸入阻抗相當高，高速CMOS電路的輸出端都有相當?shù)膸лd能力，即相當大的輸出值，將一個門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當高的輸入端，反射問題就很嚴重，它會引起信號畸變，增加系統(tǒng)噪聲。當Tpd＞Tr時，就成了一個傳輸線問題，必須考慮信號反射

在印制線路板上，信號通過一個7W的電阻和一段25cm長的引線，線上延遲時間大致在4~20ns之間。也就是說，信號在印刷線路上的引線越短越好，最長不宜超過25cm。而且過孔數(shù)目也應盡量少，最好不多于2個。

3、減小信號線間的交叉干擾：

A點一個上升時間為Tr的階躍信號通過引線AB傳向B端。信號在AB線上的延遲時間是Td。在D點，由于A點信號的向前傳輸，到達B點后的信號反射和AB線的延遲，Td時間以后會感應出一個寬度為Tr的頁脈沖信號。在C點，由于AB上信號的傳輸與反射，會感應出一個寬度為信號在AB線上的延遲時間的兩倍，即2Td的正脈沖信號。這就是信號間的交叉干擾。干擾信號的強度與C點信號的di/at有關，與線間距離有關。當兩信號線不是很長時，AB上看到的實際是兩個脈沖的迭加。

4、減小來自電源的噪聲

電源在向系統(tǒng)提供能源的同時，也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復位線，中斷線，以及其它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。電網(wǎng)上的強干擾通過電源進入電路，即使電池供電的系統(tǒng)，電池本身也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經(jīng)受不住來自電源的干擾。

5、注意印刷線板與元器件的高頻特性

在高頻情況下，印刷線路板上的引線，過孔，電阻、電容、接插件的分布電感與電容等不可忽略。電容的分布電感不可忽略，電感的分布電容不可忽略。電阻產(chǎn)生對高頻信號的反射，引線的分布電容會起作用，當長度大于噪聲頻率相應波長的1/20時，就產(chǎn)生天線效應，噪聲通過引線向外發(fā)射。

6、元件布置要合理分區(qū)

元件在印刷線路板上排列的位置要充分考慮抗電磁干擾問題，原則之一是各部件之間的引線要盡量短。在布局上，要把模擬信號部分，高速數(shù)字電路部分，噪聲源部分（如繼電器，大電流開關等）這三部分合理地分開，使相互間的信號耦合為最小。

7、處理好接地線

印刷電路板上，電源線和地線最重要。克服電磁干擾，最主要的手段就是接地。

對于雙面板，地線布置特別講究，通過采用單點接地法，電源和地是從電源的兩端接到印刷線路板上來的，電源一個接點，地一個接點。印刷線路板上，要有多個返回地線，這些都會聚到回電源的那個接點上，就是所謂單點接地。所謂模擬地、數(shù)字地、大功率器件地開分，是指布線分開，而最后都匯集到這個接地點上來。與印刷線路板以外的信號相連時，通常采用屏蔽電纜。對于高頻和數(shù)字信號，屏蔽電纜兩端都接地。低頻模擬信號用的屏蔽電纜，一端接地為好。

8、用好去耦電容。

好的高頻去耦電容可以去除高到1GHZ的高頻成份。陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好。設計印刷線路板時，每個集成電路的電源，地之間都要加一個去耦電容。去耦電容有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，提供和吸收該集成電路開門關門瞬間的充放電能；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容為0.1uf的去耦電容有5nH分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。

如何減少電子系統(tǒng)的電磁干擾

電磁干擾（EMI），又稱“電噪聲”，是在各種電路中最常見的問題之一。任何帶有快速變化電流的電路都容易通過雜散電磁場產(chǎn)生電磁（EM）干擾。

什么是電噪聲？

電噪聲是系統(tǒng)受雜散電磁場影響時發(fā)生的現(xiàn)象。這些磁場通常源自相關元件中的電流和電壓變化，并且可以通過輻射或通過與導體的物理接觸進行傳輸。電噪聲給電子和電氣裝置帶來一些挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)可能損害其功能并對內(nèi)部部件甚至整個裝置造成損壞。因此，有必要盡量減少其影響，以確保系統(tǒng)按預期運行。

為了產(chǎn)生噪聲，必須存在以下三個方面：電磁輻射源——產(chǎn)生EMI的元件或系統(tǒng)；傳播途徑——EMI可以通過輻射或物理接觸傳播；接收介質——受到干擾的電路。隨著電子設備變得越來越復雜和小型化，集成到PCB中的元件數(shù)量正在增加。這些元件中的一些通常在運行過程中會發(fā)射EM能量。此外，沒有噪聲過濾系統(tǒng)的電力系統(tǒng)可能會受到EM噪聲的有害影響。最常見的EMI問題是射頻（RF）噪聲、電源線噪聲和靜電放電（ESD）。

電力線干擾與高壓裝置有關。在高電壓下，當導體的高電場強度未被適當過濾時，電源線將發(fā)出可聽見的噪聲。這種聲音是由“電暈放電”引起的：這種現(xiàn)象產(chǎn)生可見光，可以在裸導體附近觀察到。靜電放電（ESD）在靜電荷轉移到電氣系統(tǒng)時會產(chǎn)生電磁干擾。它可能導致元件損壞或降低信號質量。由諸如發(fā)射器、LED燈、雙向和放大器之類的電子元件產(chǎn)生的RF噪聲也產(chǎn)生可能損害無線電/數(shù)據(jù)傳輸中的信號完整性的EM波。

減少電磁干擾的技術

我們現(xiàn)在將討論一些在電子電路中減少EMI的最佳實踐。工程師可以考慮在他們的PCB設計中使用以下技術：

適當?shù)牟季只蛟贾?/p>

元件在PCB上的排列方式會影響將產(chǎn)生的電磁能的數(shù)量。設計PCB元件布局的最佳實踐涉及以下內(nèi)容：模擬和數(shù)字電路的分離，以防止信號傳輸過程中的串擾；信號電纜與電源線分離，以保持信號完整性；高速走線與走線布局中的低速走線分開；返回路徑盡可能短

。

EMI屏蔽

在電子電路中，最有效的方法之一就是使用EMI屏蔽。常見的屏蔽裝置是法拉第籠：由合適厚度的導電材料制成的外殼，其有助于阻止RF波的通過。所用元件的屏蔽效能與材料的導電率成正比。因此，工程師必須使用低電阻的高導電率材料，以顯著減弱EM輻射。

EMI濾波

EMI濾波器是用于衰減電力系統(tǒng)和電子電路中產(chǎn)生噪聲的裝置。濾波允許低頻信號通過，同時阻塞導致電子干擾的高頻信號。例如，包含電感器和電容器的EMI濾波器可以將直流電機中產(chǎn)生的噪聲降到最低。

怎樣正激式開關電源EMI

通常采用軟開關電路控制技術,結合合理的元器件布局及印制電路板布線、接地技術,對開關電源的EMI干擾具有一定的改善作用。

好了，文章到這里就結束啦，如果本次分享的電路板設計中如何處理電路設計的EMI問題？和如何抑制高速PCB設計中的EMI問題對您有所幫助，還望關注下本站哦！