【EMI_EMC|EMI_EMC设计讲座(七)印刷电路板的EMI噪讯对策技巧】1、EMI/EMC设计讲座(七)印刷电路板的EMI噪讯对策技巧随着电子组件功能提升 ， 各种电子产品不断朝向高速化方向发展 ， 然而高性能化、多功能化、可携带化的结果 ， 各式各样的EMC(Electro Magnetic Compatibility)问题 ， 却成为设计者挥之不去的梦魇 。
目前EMI(Electro Magnetic Interference)噪讯对策 ， 大多仰赖设计者长年累积的经验 ， 或是利用仿真分析软件针对框体结构、电子组件 ， 配合国内外要求条件与规范进行分析 ， 换句话说电子产品到了最后评鉴测试阶段 ， 才发现、对策EMI问题 ， 事后反复的检讨、再试作与对策组件的追加 ， 经常变成设计开发时程漫无节制延长 ， 测试 。

2、费用膨胀的主要原因 。
EMI主要发生源之一亦即印刷电路板(Printed Circuit Board ， 以下简称为PCB)的设计 ， 自古以来一直受到设计者高度重视 ， 尤其是PCB Layout阶段 ， 若能够将EMI问题列入考虑 ， 通常都可以有效事先抑制噪讯的发生 ， 有鉴于此本文要探讨如何在PCB的Layout阶段 ， 充分应用改善技巧抑制EMI噪讯的强度 。
测试条件如图1所示测试场地为室内3m半电波暗室 ， 预定测试频率范围为30MHz1000MHz的电界强度 ， 依此读取峰值点(Peak Point)当作测试数据(图2) 。
图3是被测基板A的外观 ， 该基板为影像处理系统用电路主机板 ， 动作频率为27MHz与54MHz ， 电路 。

3、基板内建CPU、Sub CPU、FRASH ， 以及SDRAM5、影像数据/数字转换处理单元、影像输出入单元 ， 此外被测基板符合VCCI规范等级B的要求 ， 测试上使用相同的电源基板(Board)与变压器(Adapter) 。
首先针对被测基板A进行下列电路设计变更作业:CPU的频率线(Clock Line)追加设置EMI噪讯对策用滤波器(Filter) ， 与频率产生器(Clock Generator)( 图4) 。
影像输出入单元追加设置Common mode Choke Coil(DLWxxx系列)(图5) 各IC电源输入线的Bypass Condenser与电源之间 ， 追加设置Ferrite Beads(图6 。

4、) 。
追加设置Bypass Condenser ， 使各IC的所有电源脚架 ， 全部从基板电源层(Plane)通过Bypass Condenser提供电源(图7) 。
各种EMI噪讯对策a.EMI噪讯对策用电容接着进行EMI测试获得图8的测试结果 ， 根据测试结果再进行噪讯抑制设计作业 ， 在此同时将设计变更的被测基板A的设计数据读入EMI噪讯抑制支持工具 ， 并针对支持工具指出的主要部位 ， 例如频率线、Bus导线Via周围 ， 分散设置EMI噪讯对策用电容(图9) ， 主要原因是信号导线的return路径如果太长或是非连续状态时 ， EMI噪讯有增大之虞 ， 为了缩短Return路径 ， 因此设置连接电源与接地的电容 。
图10图13是改变 。

5、上述电容容量时的EMI噪讯测试结果 ， 根据测试结果显示 ， 依照图14的频率范围设置的大容量EMI噪讯对策用电容DuF ， 可以抑制低频噪讯Level 。
虽然设置电容增加PCB的容量负载 ， 不过为了要抑制噪讯 ， 设置在各部位的电容频率特性 ， 却可以发挥预期的EMI噪讯抑制效果 。
实际应用时只要在频率导线、Bus导线等高频导线图案(Pattern)附近、形成CPU、Return路径的内层面(Plane)的分断附近、形成噪讯出入口的基板侧面附近分散设置EMI噪讯对策用电容 ， 就可以消除该部位周边的噪讯 。
对各式各样基板外形、组件封装、导线的PCB而言 ， 只要以一定间隔设置EMI噪讯对策用电容 ， 同样可以获得分散性的噪讯抑制效 。

6、果 。
b.改变基板的层结构接着针对被测基板A进行层结构改善 ， 制作图15所示6层Built up被测基板B ， 它是利用Pad on Via与雷射Via加工技术 ， 将上述被测基板A的外层信号线导线变成内层 ， 使Return电流可能流入接地Plane ， 外层当作接地Plane包覆所有信号层 。
改变被测基板结构主要理由是一般4层基板的Return路径 ， 通常都设有可以通行电源Plane或是最短距离接地 ， 因此在贯穿部位经常造成Return路径迂回问题 ， 如果信号导线包覆接地Plane ， 如此一来大部份的Return路径会流入接地 Plane ， 进而解决Return路径迂回的困扰 ， 被测基板B就是根据上述构想制成， 因此Ret 。

7、urn路径在PCB整体减少30% ， 同时缩减信号图案与Return路径构成的电流Loop距离 ， 进而达成EMI噪讯抑制的目的 。
图16是被测基板B的各层结构图 。
图17是被测基板B的EMI噪讯测试结果 ， 根据测试结果显示包含利用外层接地Plane的遮蔽(Field)结构 ， 与回避Return路径迂回的设计确实具有抑制EMI噪讯的效果 ， 不过实际上各式各样的电路基板要作如此的层结构变更 ， 势必面临制作成本暴增的困扰 ， 尤其是所有信号导线都将Return路径列入设计考虑的话 ， 几乎无法作业 ， 因此Layout阶段尽量避免高频信号导线透过Via作布线 ， 同时必需在该信号导线邻近的层设置接地Plane ， 藉此防止Return路 。

来源：(未知)

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标题：EMI_EMC|EMI_EMC设计讲座(七)印刷电路板的EMI噪讯对策技巧