印制電路板設(shè)計(jì)原則及抗干擾措施

1、印制電路板設(shè)計(jì)原則及抗干擾措施整理與校對(duì)：Kelven Li，日期：2005-7-15深圳市進(jìn)程科技開發(fā)有限公司 聯(lián)系信息：Email:lm,kelven11,msn:jcte99,QQ:417814538內(nèi)容:印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電于技術(shù)的飛速發(fā)展，PGB的密度越來越高。PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大因此，在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)必須遵守PCB設(shè)計(jì)的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。PCB設(shè)計(jì)的一般原則要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布且及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB應(yīng)遵循以下一般原則：1.

2、布局首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí)，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。 在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則：(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。(3)重量超過15g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固

3、定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。(4)對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。(5)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：(1)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。(2)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)

4、均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。(3)在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀而且裝焊容易易于批量生產(chǎn)。(4)位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比為3：2成4：3。電路板面尺寸大于200x150mm時(shí)應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。2布線布線的原則如下；(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。(2)印制攝導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm、寬度為115mm時(shí)通

5、過2A的電流，溫度不會(huì)高于3，因此導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.020.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至58mm。(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則長時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀.這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。3.焊盤焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形

6、成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm，其中d為引線孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。PCB及電路抗干擾措施印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)常用措施做一些說明。1.電源線設(shè)計(jì)根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。2.地段設(shè)計(jì)地線設(shè)計(jì)的原則是；(1)數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接

7、地，地線應(yīng)短而租，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。(2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在23mm以上。(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。3.退藕電容配置PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。退藕電容的一般配置原則是：(1)電源輸入端跨接10100uf的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。(2)原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不

8、夠，可每48個(gè)芯片布置一個(gè)110pF的但電容。(3)對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。(4)電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。此外，還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用附圖所示的RC電路來吸收放電電流。一般R取12K，C取2.247UF。(2CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源。電磁兼容設(shè)計(jì)的一般準(zhǔn)則1.1電子線路設(shè)計(jì)準(zhǔn)則電子線路設(shè)計(jì)者往往只考慮產(chǎn)品的功能，而沒有將功能和電磁兼容性綜合考慮，因此產(chǎn)品在完

9、成其功能的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的功能性騷擾及其它騷擾。而且，不能滿足敏感度要求。電子線路的電磁兼容性設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾方面考慮：1.1.1元件選擇在大多數(shù)情況下，電路的基本元件滿足電磁特性的程度將決定著功能單元和最后的設(shè)備滿足電磁兼容性的程度。選擇合適的電磁元件的主要準(zhǔn)則包括帶外特性和電路裝配技術(shù)。因?yàn)槭欠衲軐?shí)現(xiàn)電磁兼容性往往是由遠(yuǎn)離基頻的元件響應(yīng)特性來決定的。而在許多情況下，電路裝配又決定著帶外響應(yīng)（例如引線長度）和不同電路元件之間互相耦合的程度。具體規(guī)則是：在高頻時(shí)，和引線型電容器相比，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)用引線電感小的穿心電容器或支座電容器來濾波。在必須使用引線式電容時(shí)，應(yīng)考慮引線電感對(duì)濾波效率的影響。鋁

10、電解電容器可能發(fā)生幾微秒的暫時(shí)性介質(zhì)擊穿，因而在紋波很大或有瞬變電壓的電路里，應(yīng)該使用固體電容器。使用寄生電感和電容量小的電阻器。片狀電阻器可用于超高頻段。大電感寄生電容大，為了提高低頻部分的插損，不要使用單節(jié)濾波器，而應(yīng)該使用若干小電感組成的多節(jié)濾波器。使用磁芯電感要注意飽和特性，特別要注意高電平脈沖會(huì)降低磁芯電感的電感量和在濾波器電路中的插損。盡量使用屏蔽的繼電器并使屏蔽殼體接地。選用有效地屏蔽、隔離的輸入變壓器。用于敏感電路的電源變壓器應(yīng)該有靜電屏蔽，屏蔽殼體和變壓器殼體都應(yīng)接地。 設(shè)備內(nèi)部的互連信號(hào)線必須使用屏蔽線，以防它們之間的騷擾耦合。為使每個(gè)屏蔽體都與各自的插針相連，應(yīng)選用插針足

11、夠多的插頭座。1.1.2電設(shè)計(jì)每種單元都可以描述為接收一個(gè)輸入信號(hào)、并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行加工，然后在輸出端輸出加工過的信號(hào)。必須考慮在輸入端可能存在的不希望有的信號(hào)，也要考慮經(jīng)過輸入端之外的其它通路進(jìn)入的無用信號(hào)。最好在輸入點(diǎn)上處理這些無用信號(hào)。1.1.2.1電源設(shè)備電源的EMI耦合涉及對(duì)供電線上的傳導(dǎo)發(fā)射（主電源諧波、差?；蚬材Ｋ沧儭o線電發(fā)射機(jī)的窄帶信號(hào)）的敏感度和傳導(dǎo)到供電線上的發(fā)射。在設(shè)備內(nèi)電源廣泛地同其它功能相連，一方面電源中產(chǎn)生的無用信號(hào)可以很容易地耦合到各功能單元中去，另一方面，一個(gè)單元中的無用信號(hào)可能通過電源的（公共阻抗）耦合到其它單元去。因此，從電磁兼容的觀點(diǎn)出發(fā)首先要關(guān)心電源。

12、在可能的條件下，單獨(dú)為各功能單元供電。使用公共電源的所有電路盡可能彼此靠近。使用公共電源的所有電路必須互相兼容。應(yīng)在交直流干線上使用電源濾波器，以防外部騷擾通過電源進(jìn)入設(shè)備，防止開關(guān)瞬變和設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的其它信號(hào)進(jìn)入初級(jí)電源。有效隔離電源的輸入和輸出線及濾波器的輸入和輸出線。對(duì)電源進(jìn)行有效的電磁場屏蔽，特別是開關(guān)電源。開關(guān)電源會(huì)引起高頻輻射和傳導(dǎo)騷擾，但它又有排斥電力線瞬變的優(yōu)點(diǎn)（典型調(diào)壓器則不能）。整流二極管應(yīng)工作在最低的電流密度上（與最大額定電流成正比）。對(duì)所有電路功能狀態(tài)，電源都應(yīng)保持低輸出阻抗，即使在射頻范圍，輸出電容也應(yīng)呈現(xiàn)低阻抗。保證穩(wěn)壓器有足夠快的響應(yīng)時(shí)間，以便抑制高頻紋波和瞬變加

13、載作用。為穩(wěn)壓二極管提供足夠的射頻旁路。合理屏蔽和小心地把高壓電源同敏感電路隔離開。電源變壓器應(yīng)該是對(duì)稱平衡的，而不應(yīng)該是功率配平的。對(duì)于變壓器所用鐵芯材料應(yīng)取其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm的下限值。無論什么情況下必須保證不使鐵芯驅(qū)動(dòng)到飽和狀態(tài)。變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)選D型和C型，E型最次之。用靜電屏蔽的電源變壓器抑制電源線上的共模騷擾，多重屏蔽隔離變壓器（超隔）有更好的性能。1.1.2.2控制單元控制單元和設(shè)備主體往往離得較遠(yuǎn)，因此必須正確運(yùn)用接地和屏蔽方法，防止構(gòu)成地環(huán)路和耦合無用信號(hào)?？刂茊卧獌?nèi)主要的無用信號(hào)源是那些能突然斷開控制信號(hào)通道的元件。如開關(guān)、繼電器、可控硅整流器、開關(guān)二極管等。各種產(chǎn)生無用

14、信號(hào)的開關(guān)同感性負(fù)載一起運(yùn)行時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的瞬變過程。 盡量減少陡峭波前瞬態(tài)過程，應(yīng)限制接通和斷開時(shí)通過開關(guān)的浪涌電流。如果必要，可使用RC網(wǎng)絡(luò)或二級(jí)管來抑制開關(guān)瞬變。如有必要，則使用緩沖或減振器來減小繼電器觸點(diǎn)的振動(dòng)。1.1.2.3放大器由于它們應(yīng)用廣泛，能影響無用信號(hào)的產(chǎn)生和耦合，所以必須對(duì)放大器提出嚴(yán)格的電磁兼容性設(shè)計(jì)要求。放大器的布局應(yīng)設(shè)計(jì)成最短的距離上傳送低電平信號(hào)，否則易引入騷擾。放大器占有帶寬應(yīng)和有用信號(hào)匹配。必須控制放大器的帶外響應(yīng)。帶寬過寬易將無用信號(hào)放大或產(chǎn)生寄生振蕩。要注意多級(jí)放大器各級(jí)之間的去耦。對(duì)所有放大器的輸入端進(jìn)行去耦，只讓有用信號(hào)進(jìn)入放大器。工作頻率低于1MH

15、z的放大器，采用平衡輸入式為好（特別是音頻放大器）。運(yùn)算放大器的噪聲比晶體管的噪聲電平高，為21/2倍以上。應(yīng)將瞬時(shí)大電流負(fù)載的電源與運(yùn)算放大器的電源分開，防止運(yùn)算放大器電源線的瞬時(shí)欠壓狀態(tài)。隔離放大器的輸入變壓器，初次級(jí)間應(yīng)有效地屏蔽隔離。用輸入變壓器來斷開到遠(yuǎn)端音頻輸入電路的任何地環(huán)路。音頻輸入變壓器應(yīng)是磁屏蔽的，以免拾取電源磁場騷擾。音頻放大器應(yīng)該用平衡輸入式，并用屏蔽雙絞線對(duì)作輸入信號(hào)線。音頻增益（音量）控制應(yīng)在高增益前置放大器之后，否則控制時(shí)它的走線上的噪聲和騷擾拾取電平將成為低電平輸入信號(hào)的可觀部分。音頻放大器若用開關(guān)電源，要用20KHz或更高的開關(guān)速度。1.1.2.4數(shù)字電路數(shù)字

16、和模擬設(shè)備的發(fā)射和敏感特性不同的，一般不能用對(duì)數(shù)字信號(hào)濾波的方法來實(shí)現(xiàn)模擬電路電磁兼容。例如，通常產(chǎn)生窄帶騷擾，并常常對(duì)連續(xù)波騷擾敏感；數(shù)字電路常常產(chǎn)生寬帶騷擾，并對(duì)尖峰脈沖騷擾敏感。控制數(shù)字電路的發(fā)射和敏感所采用的屏蔽、濾波的范圍和程度要根據(jù)數(shù)字電路單元的性能、電路元器件的速率來決定。數(shù)字系統(tǒng)誤動(dòng)作的重要原因中，絕大多數(shù)起因于機(jī)殼地、信號(hào)地的電位波動(dòng)。集成電路0V端電位發(fā)生變化時(shí)，它的工作狀態(tài)便不穩(wěn)定，從而影響下一級(jí)輸入端狀況，下一級(jí)也會(huì)不穩(wěn)定。0V線電位的變化是接地線本身有電感和直流電阻所致。必須選擇電路功能允許的最慢的上升時(shí)間和下降時(shí)間，以限制產(chǎn)生不必要的高頻分量。避免產(chǎn)生和使用不必要的

17、高邏輯電平。如能用5V電平的就不要用12V電平。 時(shí)鐘頻率應(yīng)在工作允許的條件下選用最低的。要防止數(shù)據(jù)脈沖通過濾波和二次穩(wěn)壓電源耦合到直流電源總線上去。數(shù)字電路的輸入、輸出線不要緊靠時(shí)鐘或振蕩器線、電源線等電磁熱線，也不要緊靠復(fù)位線、中斷線、控制線等脆弱信號(hào)線。只要可能，就應(yīng)在低阻抗點(diǎn)上連接數(shù)字電路的輸入和輸出端，或用阻抗變換緩沖級(jí)。 要嚴(yán)格限制脈沖波形的尖峰、過沖和阻尼振蕩。若用脈沖變壓器，應(yīng)是有屏蔽的。必須對(duì)電源線、控制線去耦，以防止外部騷擾進(jìn)入。不要用長的、非屏蔽的信號(hào)線。印制線長度達(dá)每ns上升時(shí)間大約5cm就要考慮匹配端接。注意到光電隔離器對(duì)差模騷擾有抑制效果，而對(duì)共模騷擾去沒有明顯作用

18、。印制導(dǎo)線的電感分量在產(chǎn)生公共阻抗耦合方面起著主導(dǎo)作用。電源線，尤其地線條要盡量粗、短。對(duì)有暫態(tài)陡峭電源電流的器件和易受電源噪聲影響的器件，要在其近旁接入高頻特性好的電容器去耦。在每個(gè)印制板電源入口處裝1個(gè)LCL形T型濾波器防止來自電源的沖擊輸入。 用屏蔽網(wǎng)（編織帶）和鐵氧體夾卡改善扁平電纜的抗騷擾性能。從2層印制電路板改為多層印制電路板，很容易使發(fā)射和抗擾度性能提高10倍。 “五五”規(guī)則可以幫助你決策。即時(shí)鐘頻率大于5MHz或者脈沖上升時(shí)間小于5ns，宜于選擇多層電路板。用手工布關(guān)鍵線（時(shí)鐘、高速重復(fù)控制信號(hào)、復(fù)位線、中繼線、I/O線等）。若用自動(dòng)布線必須仔細(xì)檢查和修改違反EMI控制的地方。

19、1.1.2.5其他去耦消除公共阻抗耦合有害影響的措施是去耦。去耦濾波器的關(guān)鍵元件是引線盡可能短的高頻電容器。隔離注意地環(huán)路形成共模騷擾。用隔離變壓器切斷地環(huán)路，最適用于信號(hào)不含直流分量時(shí)。寬帶信號(hào)不宜用它。在工業(yè)領(lǐng)域，把含直流分量的信號(hào)調(diào)制成交流信號(hào)，經(jīng)電壓或電流互感器將其送到接收端再進(jìn)行解調(diào)。非理想的變壓器在初級(jí)和次級(jí)之間存在分布電容，該分布電容允許騷擾經(jīng)變壓器進(jìn)行耦合，因而該分布電容的大小直接影響它的高頻隔離性能。也就是說，該分布電容為信號(hào)進(jìn)人電網(wǎng)提供了通道。所以在選擇變壓器時(shí)，必須考慮分布電容的大小。在使用變壓器時(shí)，必須加靜電屏蔽（法拉第屏蔽）并接地，這可減小分布參數(shù)，因?yàn)殪o電屏蔽破壞了

20、初、次級(jí)問的直接耦合，困而也就能降低傳導(dǎo)騷擾。為了更好地降低分布電容，提高開關(guān)變壓器的共模抑制性能，可采用三層屏蔽：第一層屏蔽連接到初級(jí)的電位端；第二層屏蔽連接到次級(jí)的低電位端，中心法拉第屏蔽連接到變壓器的外殼及安全地。光電耦合器隔離法。因輸入和輸出線性關(guān)系差，不宜直接用于模擬信號(hào)，但最適于傳輸數(shù)字信號(hào)。用光脈寬調(diào)制法，就能傳輸含直流分量的模擬信號(hào)，而且有優(yōu)良的線性效果。提高抵抗共模騷擾能力的方法有時(shí)很難用隔離器件切斷地環(huán)路，例如兩設(shè)備必須直流連接。這時(shí)只能采取措施把地環(huán)路產(chǎn)生的共模騷擾影響抑制到最小。用差分放大器直流到高頻，線性好，適于模擬信號(hào)。對(duì)稱平衡時(shí)，共模抑制很好。不平衡時(shí)，共模騷擾轉(zhuǎn)

21、換成差模，影響程度與不平衡程度有關(guān)。串接共模扼流圈（中和變壓器或縱向扼流圈）1. 2印制電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在印制線路板設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師往往只注重提高密度，減小占用空間，制作簡單，或追求美觀，布局均勻，忽視了線路布局對(duì)電磁兼容性的影響，使大量的信號(hào)輻射到空間形成騷擾。在設(shè)計(jì)印制線路板時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：從減小輻射騷擾的角度出發(fā)，應(yīng)盡量選用多層板，內(nèi)層分別作電源層、地線層，用以降低供電線路阻抗，抑制公共阻抗噪聲，對(duì)信號(hào)線形成均勻的接地面，加大信號(hào)線和接地面間的分布電容，抑制其向空間輻射的能力。電源線、地線、印制板走線對(duì)高頻信號(hào)應(yīng)保持低阻抗。在頻率很高的情況下，電源線、地線、或印制板走線都會(huì)成為接收與發(fā)

22、射騷擾的小天線。降低這種騷擾的方法除了加濾波電容外，更值得重視的是減小電源線、地線及其他印制板走線本身的高頻阻抗。因此，各種印制板走線要短而粗，線條要均勻。電源線、地線及印制導(dǎo)線在印制板上的排列要恰當(dāng)，盡量做到短而直，以減小信號(hào)線與回線之間所形成的環(huán)路面積。電路元件和信號(hào)通路的布局必須最大限度地減少無用信號(hào)的相互耦合。低電子信號(hào)通道不能靠近高電平信號(hào)通道和無濾波的電源線，包括能產(chǎn)生瞬態(tài)過程的電路。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。高、中、低速邏輯電路在PCB上要用不同區(qū)域。安排電路時(shí)要使得信號(hào)線長度最小。保證相鄰板之間不能有過長的平行線。E

23、MI濾波器要盡可能靠近EMI源，并放在同一塊線路板上。DC/DC變換器、開關(guān)元件和整流器應(yīng)盡可能靠近變壓器放置，以使其導(dǎo)線長度最小。 盡可能靠近整流二極管放置調(diào)壓元件和濾波電容器。1. 3設(shè)備內(nèi)部走線準(zhǔn)則有些產(chǎn)品，尤其是不大正規(guī)的產(chǎn)品，內(nèi)部走線十分混亂，各種走線胡亂捆扎在一起，又沒有任何屏蔽、濾波、接地措施。這種內(nèi)部走線處理方法，不僅傳輸高、低電平信號(hào)的導(dǎo)線之間相互騷擾，也給后期采用屏流濾波等補(bǔ)救措施帶來不便。正確的布線也是一種電磁兼容性設(shè)計(jì)措施，它能大大地降低騷擾，不需增加工序，卻可收到較滿意的效果。因此在布線時(shí)，應(yīng)做到：機(jī)箱中各種裸露走線要盡可能短。傳輸不同電子信號(hào)的導(dǎo)線分組捆扎，數(shù)字信號(hào)

24、線和模擬信號(hào)線也應(yīng)分組捆扎，并保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以減小導(dǎo)線間的相互影響。對(duì)于產(chǎn)品經(jīng)常用來傳遞信號(hào)的扁平帶狀線，應(yīng)采用 地-信號(hào)-地-信號(hào)-地 排列方式，這樣不僅可以有效地抑制騷擾，也可明顯提高其抗擾度。將低頻進(jìn)線和回線絞合在一起，形成雙絞線，這樣兩線之間存在的騷擾電流幾乎大小相等，而方向相反，其騷擾場在空間可以相互抵消，因而減小騷擾。對(duì)能確定的、輻射騷擾較大的導(dǎo)線加以屏蔽。功能單元和設(shè)備內(nèi)電路的分隔能把無用信號(hào)限制在有限范圍內(nèi)，以便使無用信號(hào)和可能敏感的電路和導(dǎo)線有效地去耦。在可能的地方使用模塊式結(jié)構(gòu)（有屏蔽外殼的功能單元）。特別要把電源線濾波器、高電平信號(hào)電路、低電平信號(hào)電路放在不同的屏蔽隔艙

25、內(nèi)。 在設(shè)備內(nèi)部采用屏蔽，例如板或隔墻來分隔高電平源和靈敏的接收器。對(duì)電源提供有效的電、磁場屏蔽。特別是對(duì)開關(guān)電源。合理屏蔽高壓電源，并同敏感電路隔離。在整個(gè)音頻敏感電路周圍使用磁屏蔽，以減少同電源線的耦合。可以用這樣的方法來有效地減少400Hz/50Hz交流聲。輸入電路用差分方式，輸入信號(hào)用雙絞線。舉例；如在顯示器中，交流電源線的插座一般都在后面板，而電源開關(guān)經(jīng)常在前面板，這樣機(jī)內(nèi)的電源走線就很長，而許多廠家對(duì)這種情況沒有采取相應(yīng)的措施，如采用屏蔽線或雙絞線等。這就會(huì)導(dǎo)致機(jī)內(nèi)走線接收工作信號(hào)，并通過電源線傳導(dǎo)出來。又如，在微機(jī)中，電源雖然是屏蔽的，但電源的直流輸出線在屏蔽體之外，如果直流輸出

26、線過長，就很容易將主板上的騷擾接收下來，傳到交流電源線上。因而在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小直流輸出線的長度。另外，還可以在直流輸出線上加上磁珠或鐵氧體磁環(huán)。1. 4底板和機(jī)殼設(shè)計(jì)準(zhǔn)則底板和機(jī)殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即結(jié)構(gòu)材料和裝配技術(shù)，常常能決定是否能同工作環(huán)境實(shí)現(xiàn)EMC。底板和機(jī)殼是為控制設(shè)備或功能單元中無用信號(hào)通路提供屏蔽的最有效方法。屏蔽的程度取決于結(jié)構(gòu)材料的選擇和裝配中所用的設(shè)計(jì)技術(shù)兩個(gè)方面。經(jīng)過設(shè)計(jì)的屏蔽僅受設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)接縫、開口、穿透和對(duì)底板及機(jī)殼的搭接等方面的知識(shí)和技巧的限制。1.4.1屏蔽屏蔽是對(duì)場的處理問題。離場源的距離不同的區(qū)域，場的性質(zhì)不同。一個(gè)臨界距離是d。 d0=/2/6場域劃分粗略劃

27、分：d/2的區(qū)域?yàn)榻鼒鰠^(qū)，d/2的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)場區(qū)嚴(yán)格劃分：dd0/3即d/20的區(qū)域?yàn)榻鼒鰠^(qū)（但實(shí)際可擴(kuò)展到d/1.2）， d3 d0=/2的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)場區(qū)，/20d/2的區(qū)域?yàn)檫^渡區(qū)場域性質(zhì)近場是感應(yīng)場靜電場和靜磁場，對(duì)外不輻射能量。（法拉第屏蔽處理）遠(yuǎn)場是輻射場E和H矢量在時(shí)間上同相而向外輻射能量。（機(jī)箱屏蔽處理，特別是電氣連續(xù)性問題的處理）過渡區(qū)是感應(yīng)電磁場場的性質(zhì)比較復(fù)雜。對(duì)設(shè)備內(nèi)部主要是近場問題。用場論解麥克斯韋方程復(fù)雜而不實(shí)用，故用近似電路理論處理。即用集中參數(shù)電容考察電場引起的耦合，用互感集中參數(shù)考察磁場引起的耦合。如果波源的電壓高、電流小，則電場的作用比磁場的作用明顯，可采用電場屏

28、蔽。 如果波源的電壓低、電流大，則磁場起主導(dǎo)作用，應(yīng)采用磁場屏蔽。電場屏蔽用法拉第屏蔽來消除電場的影響。磁場屏蔽一一使回路1的磁通發(fā)生扭曲或?qū)⑵湟蛩?，避免與回路2交連來消除磁場耦合。電磁場的屏蔽電連續(xù)的閉合金屬箱體，對(duì)抗遠(yuǎn)場和近場。1.4.2結(jié)構(gòu)材料適用于底板和機(jī)殼的大多數(shù)材料是良導(dǎo)體，可以屏蔽電場，如鋁、銅等。主要的屏蔽機(jī)理是反射信號(hào)而不是吸收。對(duì)磁場的屏蔽需要鐵磁材料，如高導(dǎo)磁率合金和鐵。主要的屏蔽機(jī)理是吸收而不是反射。在強(qiáng)電磁環(huán)境中，要求材料能屏蔽電場和磁場兩種成分，因此需要結(jié)構(gòu)上完好的鐵磁材料。屏蔽效能直接受材料厚度以及搭接和接地方法好壞的影響。對(duì)塑料殼體可以在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層，或

29、在注塑時(shí)摻入金屬纖維。1.4.3縫隙必須盡量減少結(jié)構(gòu)的電不連續(xù)性，以便控制經(jīng)底板和機(jī)殼進(jìn)出的泄漏輻射。提高縫隙屏蔽效能的結(jié)構(gòu)措施包括增加縫隙深度，減少縫隙長度，在接合面加入導(dǎo)電襯墊，在接縫處涂上導(dǎo)電涂料，縮短螺釘間距等。在底板和機(jī)殼的每一條縫和不連續(xù)處要盡可能好地搭接。最壞的電搭接處對(duì)殼體的屏蔽效能降低起決定性作用。保證接縫處金屬對(duì)金屬的接觸，以防電磁能的泄漏和輻射。在可能的地方，接縫應(yīng)焊接，以便接合面連續(xù)。在條件受限制的情況下，可用點(diǎn)焊、小間距鉚接和螺釘連接來處理。在不加導(dǎo)電襯墊時(shí)，螺釘間距一般應(yīng)小于最高工作頻率的l波長，至少不大于l20波長（5%）。注：開槽散熱孔也應(yīng)滿足本規(guī)律li。用螺釘

30、或鉚接進(jìn)行搭接時(shí)，應(yīng)首先在縫的中部搭接好，然后逐漸向兩端延伸，以防金屬表面的彎曲。保證緊固方法有足夠的壓力，以便在有變形應(yīng)力、沖擊、振動(dòng)時(shí)保持表面接觸。 在接縫不平整的地方，在可移動(dòng)的面板等處，必須使用導(dǎo)電襯墊或指形彈簧材料。 選擇高導(dǎo)電率和彈性好的襯墊。選擇襯墊時(shí)要考慮接合處所使用的頻率。選擇硬韌材料做成的襯墊。保證同襯墊配合的金屬表面沒有非導(dǎo)電保護(hù)層。當(dāng)需要活動(dòng)接觸時(shí)，使用指形壓簧（而不用網(wǎng)狀襯墊），并要注意保持彈性指簧的壓力。導(dǎo)電橡膠襯墊用在鋁金屬表面時(shí)，要注意電化腐蝕作用。純銀填料的橡膠或Monel線型襯墊將出現(xiàn)嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕。銀鍍鋁填料的導(dǎo)電橡膠是霧鹽環(huán)境下用于鋁金屬配合表面的最好

31、襯墊材料。注：導(dǎo)電橡膠是添加導(dǎo)電粉末得來li。1.4.4穿透和開口要注意由于電纜穿過機(jī)殼使整體屏蔽效能降低的程度。典型的未濾波的導(dǎo)線穿過屏蔽體時(shí)屏蔽效能降低30dB以上。電源線進(jìn)入機(jī)殼時(shí)，全部應(yīng)通過濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機(jī)殼外； 若濾波器結(jié)構(gòu)不宜穿出機(jī)殼，則應(yīng)在電源線進(jìn)入機(jī)殼處專為濾波器設(shè)置一隔艙。信號(hào)線，控制線進(jìn)入/穿出機(jī)殼時(shí)，要通過適當(dāng)?shù)臑V波器。具有濾波插針的多芯連接器（插座）適于這種場合使用。注：接口信號(hào)線用串聯(lián)多層陶瓷電感或并聯(lián)小電容接地(高壓型)li。穿過屏蔽殼體的金屬控制軸，應(yīng)該用金屬觸片、接地螺母或射頻襯墊接地。也可不用接地的金屬軸而用其他絕緣軸貫通波導(dǎo)截止頻率

32、比工作頻率高的圓管來作控制軸。必須注意在截止波導(dǎo)孔內(nèi)貫通金屬軸或?qū)Ь€會(huì)嚴(yán)重降低屏蔽效能。當(dāng)要求使用對(duì)地絕緣的金屬控制軸時(shí)，可用短的隱性控制軸，不調(diào)節(jié)時(shí)用螺帽或金屬襯墊彈性安裝帽蓋住。為保險(xiǎn)絲、插孔等加金屬帽。用導(dǎo)電襯墊和墊圈、螺母等實(shí)現(xiàn)鈕子開關(guān)防泄漏安裝。在屏蔽、通風(fēng)和強(qiáng)度要求不苛刻時(shí)，用蜂窩板屏蔽通風(fēng)口。最好用焊接方式保持連接，防止泄漏。盡可能在指示器、顯示器后面加屏蔽，并對(duì)所有引線用穿心電容器濾波。在不能從后面屏蔽指示器/顯示器和對(duì)引線濾波時(shí)，要用與機(jī)殼連續(xù)連接的金屬網(wǎng)或?qū)щ姴Ａ帘沃甘酒?顯示器的前面。對(duì)夾金屬絲的屏蔽玻璃，在保持合理的透光度條件下，對(duì)301000MHz的屏蔽效能可達(dá)50

33、110dB。在透明塑料或玻璃上鍍上透明導(dǎo)電膜，其屏蔽效果一般不大于20dB。但后者可消除觀察窗上的靜電積累，在儀器上常用。屏蔽體要起到屏蔽作用應(yīng)具備下述3個(gè)要素：a.屏蔽體是一個(gè)完整的電連續(xù)體；b.有完善的濾波措施；c.對(duì)于電屏蔽還要有良好的接地。以微機(jī)產(chǎn)品為例，由于其結(jié)構(gòu)比較特殊，要得到很好的屏蔽效能確實(shí)比較困難。微機(jī)產(chǎn)品屏蔽效能不理想的主要因素為：微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生騷擾的功率器件、開關(guān)器件及電流突變的信號(hào)線未加濾波、屏蔽措施，使其機(jī)殼內(nèi)部騷擾場較大。許多微機(jī)為塑料機(jī)殼，表面沒有涂覆導(dǎo)電材料，或雖涂覆但涂料性能不佳，屏蔽效能很低。微機(jī)機(jī)殼由于設(shè)通風(fēng)孔、安裝開關(guān)及其它部件，開有許多孔縫，上下機(jī)蓋

34、及側(cè)板之間由于沒有專門處理，接觸不是很好，造成機(jī)箱本身不是一個(gè)電連續(xù)體，因而影響屏蔽效能。電源進(jìn)線和出線的濾波不當(dāng)，也是影響屏蔽效能的一個(gè)因素。影響屏蔽效能的因素并非不能消除，但要下功夫，如提高導(dǎo)電涂料的性能，合理布置孔、縫的位置及開口方向，加裝濾波器連接器、屏蔽銅網(wǎng)及導(dǎo)電襯墊，提高裝配工藝水平?？傊鉀Q這一問題需企業(yè)重視，設(shè)計(jì)人員努力。1.4.5搭接搭接是把一定的金屬部件機(jī)械地連接在一起的過程，目的是實(shí)現(xiàn)低電阻的電氣接觸，保證系統(tǒng)電氣性能的穩(wěn)定，幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻騷擾的抑制。盡可能用同樣的金屬搭接。保證搭接的直流電阻不大于25毫歐。不能用歐姆表來評(píng)估射頻搭接或射頻墊圈。 對(duì)不同金屬進(jìn)行搭接要注

35、意各種金屬在電化學(xué)序列表中的相對(duì)位置。電位差要盡可能小，并有合適的防腐蝕措施。修整搭接表面，以便得到最大的接觸面積。搭接后立即涂復(fù)保護(hù)層。搭接前清洗所有配接表面。為防止氧化，在清除了保護(hù)層之后就搭接配合表面。 對(duì)于永久性搭接應(yīng)盡可能用熔焊或銅焊、錫焊連接所有的接合面。射頻搭接應(yīng)優(yōu)先采用永久性搭接。不允許用螺栓或螺釘?shù)穆菁y來完成射頻搭接。不允許用導(dǎo)電漆來實(shí)現(xiàn)電的或射頻搭接。導(dǎo)電膠連接處必須提供大約700g/cm2的壓力，以保證導(dǎo)電涂復(fù)處的高導(dǎo)電率。導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性要求大約為25m/cm。壓緊所有的射頻襯墊。1. 5布線設(shè)計(jì)準(zhǔn)則布線是指導(dǎo)線和電纜的布置。布線實(shí)際上包含了分開、隔離、分類捆扎和電纜安置

36、等一系列的內(nèi)容。1.5.1電纜的連接器電纜的連接能使電子/電氣分系統(tǒng)的性能變壞。不僅因?yàn)橥鈦眚}擾信號(hào)會(huì)通過相互作用或耦合進(jìn)入系統(tǒng)/分系統(tǒng)中的連接電纜，對(duì)敏感設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅；還可能因設(shè)計(jì)、分類（隔離）、捆扎和走線等不當(dāng)而產(chǎn)生問題。應(yīng)盡量避免在現(xiàn)場更換電纜；應(yīng)使用經(jīng)生產(chǎn)單位測試或檢查過的替換電纜。設(shè)備艙里面的連接電纜難以更換。為此應(yīng)確定適當(dāng)?shù)陌踩嗔?，以便在系統(tǒng)壽命期允許連接電纜的性能有所變壞。設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意用于低電平信號(hào)和低阻抗電路的連接器，以及由于阻抗增大會(huì)引起誤差而又不能探測的連接器。分系統(tǒng)間的連接電纜和連接器的設(shè)計(jì)要協(xié)調(diào)一致。（例如，不能一端要求其所有屏蔽層彼此隔開，而另一端卻只給一個(gè)

37、連接器留1根插針供屏蔽層端接。不能一端用屏蔽線控制騷擾輻射，而另一端卻選用非導(dǎo)電涂層的連接器。）不要讓主電源線和信號(hào)線通過同一連接器。盡量不要讓輸入輸出信號(hào)線通過同一連接器。根據(jù)導(dǎo)線分類，正確進(jìn)行連接器屏蔽層端接。1.5.2導(dǎo)線分類及成束EMI控制的一個(gè)主要方面是把導(dǎo)線和電纜分成和處理功率電子類似的等級(jí)。按30dB功率電平分組的分類表如表2所示：表2電纜束分類類別 功率范圍 特點(diǎn)A >40dBm 高功率DC、AC和RF（EMI）源B 1040dBm 低功率DC、AC和RF（EMI）源C -2010dBm 脈沖和數(shù)字電路源 視頻輸出電路（音頻、視頻源）D -50-20dBm 音頻和傳感器敏

38、感電路 視頻輸入電路（音頻敏感電路）E -80-50dBm RF、IF輸入電路、安全電路（RF敏感電路）F <-80dBm 天線和RF電路（RF敏感電路）這種分類的好處是：EMI源和接收器分別以功率分類在同一線束或線扎中，鄰近導(dǎo)線功率電平相差不會(huì)超過30dB。1.5.3敷設(shè)電纜用的導(dǎo)線標(biāo)記在導(dǎo)線每端距接頭、或被接設(shè)備不大于15厘米處制作標(biāo)記，每根線上的標(biāo)記間隔為40厘米。實(shí)際捆扎時(shí)，可把標(biāo)記相同的導(dǎo)線捆扎在同一線束內(nèi)。未征得EMI控制負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，不可把不同標(biāo)記的導(dǎo)線捆扎在同一線束內(nèi)。1.5.4屏蔽端接屏蔽導(dǎo)線屏蔽導(dǎo)線用于防止產(chǎn)生不必要的輻射或保護(hù)導(dǎo)線免受雜散場的影響。把屏蔽層隔離開來，以

39、防發(fā)生不必要的接地。不要把屏蔽層用于信號(hào)回線。雙絞線有類似電磁屏蔽作用。敏感電路的保護(hù)用于保護(hù)音頻敏感電路的屏蔽層僅一端接地。永遠(yuǎn)不要把屏蔽層用作音頻敏感電路的回線。用于射頻敏感電路的屏蔽層兩端要接地。對(duì)于既屬音頻敏感又屬射頻敏感的電路，要選用緊密的屏蔽線對(duì)。扭絞間距離越短屏蔽效果越好。屏蔽層兩端要接地。1.6接地設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，從安全角度或從功能上考慮接地的多，而從抑制騷擾的角度考慮按地設(shè)計(jì)的少，因而在選擇接地方式、接地點(diǎn)、接地線時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一些本可以避免的錯(cuò)誤。此外，良好的接地設(shè)計(jì)必需有良好的裝配工藝作保障，才能達(dá)到預(yù)期的目的。1.6.1在接地設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況選擇接地方式及接地

40、點(diǎn)。例如，微機(jī)輻射騷擾超過極限值的頻率集中在30200MHz范圍之內(nèi)，因此微機(jī)內(nèi)部各單元及屏蔽電纜相對(duì)機(jī)殼應(yīng)采用多點(diǎn)就近接地的方式。使用單點(diǎn)接地，會(huì)增加接地線的長度，如果接地線長度接近或等于騷擾信號(hào)波長的l/4時(shí)，其幅射能力將大大增加，接地線線將成為天線。一般來講，接地線的長度應(yīng)小于2.5cm。屏蔽電纜的接地如圖1所示。1.6.2接地線的選用經(jīng)常可以看到這樣的產(chǎn)品，其內(nèi)部的接地線是很細(xì)的單股線，這種在其內(nèi)部通過高頻電流時(shí)，由于高頻阻抗很大，接地效果可想而知。因此，考慮到趨膚效應(yīng)，接地線需要選用帶狀編織線。如果對(duì)接地要求很高，還可在其表面鍍銀，這主要是減小導(dǎo)線的表面電阻率，因而達(dá)到減小接地線高頻阻抗的目的。1.6.3接地線應(yīng)與接地面良好搭接標(biāo)準(zhǔn)中一般規(guī)定，接地線與接地面的直流搭