除了元件选择和电路设计，良好的印刷电路板设计也是电磁兼容性的一个非常重要的因素。印刷电路板电磁兼容性设计的关键是尽可能减少回流区域，并让回流路径沿设计方向流动。最常见返回电流问题来自参考平面中的裂缝、转换参考平面层以及流经连接器的信号。桥接电容或去耦电容可以解决一些问题，但必须考虑电容、过孔、焊盘和布线的整体阻抗。本次讲座将从三个方面介绍EMC的PCB设计技术:PCB分层策略、布局技巧和布线规则。
电路板分层策略
电路板设计中的厚度、过孔工艺和电路板层数不是解决问题的关键。良好的分层堆叠是保证电源母线旁路和去耦、最小化电源层或接地层瞬态电压、屏蔽电源信号和电磁场的关键。从信号走线来看，一个好的分层策略应该是将所有信号走线放在一个或几个层上，这些层紧挨着电源层或接地层。对于电源，一个好的分层策略应该是电源层靠近接地层，电源层和接地层之间的距离尽可能小，这就是我们所说的“分层”策略。接下来，我们将具体讨论出色的印刷电路板分层策略。
1。布线层的投影平面应在其回流平面层区域内。如果布线层不在其回流平面层的投影区域中，在布线期间，在投影区域之外将会有信号线，导致“边缘辐射”问题，并且还将导致信号回路区域的增加，导致差模辐射的增加。
2。尽量避免设置相邻的布线层。因为相邻布线层上的平行信号迹线会导致信号串扰，所以如果不能避免相邻布线层，则应该适当加宽两个布线层之间的层间距，以减小布线层及其信号回路之间的层间距。
3。应避免相邻平面层的投影平面重叠。因为当投影重叠时，层间耦合电容将导致层间噪声相互耦合。
多层板设计
当时钟频率超过5兆赫或信号上升时间小于5纳秒时，为了很好地控制信号环路面积，通常需要多层板设计。设计多层板时应注意以下原则:
1。关键布线层(时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、芯片选择信号线和各种控制信号线所在的层)应与整个接地层相邻，最好在两个接地层之间，如图1所示。关键信号线通常是强辐射或极其敏感的信号线。靠近接地层的布线可以减少信号回路面积，降低辐射强度或提高抗干扰能力。
图1关键布线层在两个接地层
2之间。电源层应相对于其相邻接地层收缩(推荐值为5h ~ 20h)。如图2所示，电源层相对于其返回接地层的收缩可以有效地抑制“边缘辐射”问题。
图2中的电源层应相对于其相邻的接地层缩回。
此外，单板主工作电源层(最广泛使用的电源层)应与其接地层相邻，以有效减少电源电流的回路面积，如图3所示。
图3的电源层应该靠近接地层
3。单板的顶层和底层是否没有≥50兆赫兹的信号线。如果是这样，最好在两个平面层之间传递高频信号，以抑制其对空间的辐射。
单层板和双层板设计：
对于单层板和双层板的设计，主要要注意关键信号线和电源线的设计。电源线附近必须有一条接地线，并与电源线平行，以减少电源电流回路的面积。
单层板的关键信号线两侧应为“引导地线”，如图4所示。在双层板的关键信号线的投影面上应铺设大面积的地板，或根据单层板的处理方法设计“引导地线”，如图5所示。一方面，“安全地线
印刷电路板布局技巧
印刷电路板布局设计应完全符合沿信号流向成一直线放置的设计原则，尽量避免来回盘旋，如图6所示。这样，可以避免信号的直接耦合，并且可以影响信号质量。此外，为了防止电路、电子元件和元件的布局，应遵循以下原则:
图6电路模块沿信号流向
1直线放置。如果接口“干净地面”设计在单板上，过滤和隔离装置应放置在“干净地面”和工作地点之间的隔离带上。这样，可以防止过滤或隔离装置通过平面层相互耦合，从而削弱效果。此外，除了过滤和保护装置，没有其他装置可以“干净地”放置。
2。当多个模块电路放置在同一印刷电路板上时，数字电路和模拟电路、高速电路和低速电路应分开布局，以避免数字电路、模拟电路、高速电路和低速电路之间的相互干扰。此外，当电路板上同时存在高、中、低速电路时，应遵循图7中的布局原则，以防止高频电路噪声通过接口向外辐射。
图7高速、中速和低速电路的布局原则
3。电路板电源输入端口的滤波电路应靠近接口放置，以防止滤波电路再次耦合。
图8中电源输入端口的滤波电路应靠近接口放置。
4。接口电路的滤波、保护和隔离装置应靠近接口放置，如图9所示，可有效达到保护、滤波和隔离的效果。如果接口处既有滤波电路又有保护电路，则应遵循滤波前保护的原则。由于保护电路用于抑制外部过压和过流，如果保护电路置于滤波电路之后，滤波电路将被过压和过流损坏。此外，由于当电路的输入和输出走线相互耦合时，滤波、隔离或保护效果会减弱，因此布局应确保滤波电路(滤波器)、隔离和保护电路的输入和输出走线不相互耦合。图9中接口电路的
滤波器、保护和隔离装置靠近
5接口放置。敏感电路或设备(如复位电路等。)距离单板的每个边缘至少1000毫米，尤其是单板接口侧的边缘。
6。储能电容器和高频滤波电容器应放置在电流变化大的单元电路或设备(如电源模块、风扇和继电器的输入和输出端子)附近，以减少大电流回路的回路面积。
7。过滤片应并排放置，以防止过滤电路再次受到干扰。
8。晶体、晶体振荡器、继电器和开关电源等强辐射设备距离单板接口连接器至少1000米。这样，干扰可以直接向外辐射，或者电流可以耦合到输出电缆上向外辐射。
印刷电路板布线规则
除了元件选择和电路设计之外，良好的印刷电路板布线也是电磁兼容性的一个非常重要的因素。由于多氯联苯是系统的固有组成部分，提高多氯联苯布线的电磁兼容性不会给产品的最终完成带来额外的成本。
每个人都应该记住，不良的印刷电路板布线会导致更多的电磁兼容性问题，而不是消除这些问题。在许多情况下，即使添加过滤器和组件也不能解决这些问题。最后，整块板不得不重新布线。因此，一开始就养成良好的印刷电路板布线习惯是最经济的方法。下面将介绍印刷电路板布线的一些一般规则以及电源线、地线和信号线的设计策略。最后，根据这些规律，对空调典型印刷电路板电路提出了改进措施。
1。布线分离
布线分离的功能是将同一层印刷电路板中相邻线路之间的串扰和噪声耦合降至最低。3W规格表明所有信号(时钟、视频、音频、复位等。)必须逐行隔离，
设置分流和保护电路是隔离和保护关键信号(如噪声环境中的系统时钟信号)的非常有效的方法。在图21中，PCB中的平行线或保护线沿着键信号线排列。保护电路不仅隔离在其它信号线上产生的耦合磁通量，而且隔离与其它信号线耦合的关键信号。分流线和保护线的区别在于分流线不需要端接(接地)，但保护线的两端必须接地。为了进一步减少耦合，多层印刷电路板中的保护电路可以每隔一段添加到接地路径中。
图11分路和保护线
3。电源线设计
根据印刷电路板电流的大小，尽量加厚电源线的宽度，以减少回路电阻。同时，使电源线和地线的方向与数据传输的方向一致，有助于增强抗噪声能力。在单面板或双面板中，如果电源线较长，应每隔3000毫秒在接地端增加一个去耦电容，电容值为10uF+1000pF。
4。接地线设计
接地线设计的原则是:
(1)数字接地与模拟接地分开。如果电路板上既有逻辑电路又有线性电路，它们应该尽可能分开。低频电路的接地应尽可能与一个点并联。在实际布线困难的情况下，可以先串联，然后并联。高频电路应采用多点串联接地，接地线应短且租用，高频元件周围应尽可能使用网格状大面积接地箔。
(2)接地线应尽可能加厚。如果接地线由非常细的线构成，接地电位将随着电流的变化而变化，从而降低了抗噪声能力。因此，接地线应加厚，使其能通过印刷电路板上允许电流的三倍。如果可能，接地线应超过2 ~ 3毫米。
(3)接地线形成一个闭合回路。对于仅由数字电路组成的印刷电路板，接地电路被分成回路，这可以提高抗噪声能力。
5。信号线设计
对于关键信号线，如果单板有内部信号路由层，时钟和其他关键信号线分布在内层，首选路由层。此外，关键信号线不得穿过划分区域，包括由过孔和焊盘引起的参考平面间隙，否则信号环路面积将会增加。此外，关键信号线应距离参考平面的边缘≥3h(h是线距参考平面的高度)，以抑制边缘辐射效应。
对于强辐射信号线，如时钟线、总线、射频线和敏感信号线，如复位信号线、芯片选择信号线和系统控制信号，它们应远离接口输出信号线。从而防止强辐射信号线上的干扰耦合到输出信号线并向外辐射；也避免了接口输出信号线引入的外部干扰耦合到敏感信号线，导致系统误操作。
对于差分信号线，它们应在同一层，长度相等且相互平行，保持阻抗一致，差分线之间不应有其他走线。因为差分线对的共模阻抗保证相等，所以可以提高抗干扰能力。
根据以上布线规则，改进和优化空调典型印刷电路板电路，如图12所示。
图12改进空调的典型印刷电路板电路
一般来说，电路板设计对电磁兼容性的改进是研究布线前回路的设计方案，这种方案最有可能成功，并能达到降低电磁干扰辐射的目的。此外，在实际布线之前，无需花费任何资金来更改布线层，这是提高电磁兼容性的最经济的方法。
