PCB开发技术中的电磁的兼容性

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电磁兼容性（EMC， Electromagnetic Compatibility）是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有

效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特

定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。印刷威廉希尔官方网站 板设

计中的电磁兼容性涉及多方面因数，以下主要从三大部分加以阐述，具体选择要综合各方面因数。

　
　　　　一。 威廉希尔官方网站 板整体布局及器件布置

    　　1.一个产品的成功与否，一是要注重内在质量，二是兼顾整体的美观，两者都较完美才能认为

该产品是成功的；在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉，过孔要

尽量少；威廉希尔官方网站 板的最佳形状为矩形。长宽比为3：2或4：3；4 层板比双面板噪声低20dB.6层板比4层板噪

声低10dB.经济条件允许时尽量用多层板。
　
　　　　2.威廉希尔官方网站 板一般分模拟威廉希尔官方网站 区（怕干扰），数字威廉希尔官方网站 区（怕干扰、又产生干扰），功率驱动区（

干扰源），故步板时要合理地分成三区。
　
　　　　3.器件一般选择功耗低，稳定性好的器件，而且尽量少用高速器件。
　
　　　　4.线条有讲究：有条件做宽的线决不做细；高压及高频线应园滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也

不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。
　
　　　　5.外时钟是高频的噪声源，除能引起对本应用系统的干扰之外，还可能产生对外界的干扰，使

电磁兼容检测不能达标。在对系统可靠性要求很高的应用系统中，选用频率低的单片机是降低系统噪声

的原则之一。以8051单片机为例，最短指令周期1？s时，外时钟是12MHz.而同样速度的Motorola 单片机

系统时钟只需4MHz，更适合用于工控系统。近年来，一些生产8051兼容单片机的厂商也采用了一些新技

术，在不牺牲运算速度的前提下将对外时钟的需求降至原来的1/3.而Motorola 单片机在新推出的68HC08

系列以及其16/32位单片机中普遍采用了内部锁相环技术，将外部时钟频率降至32KHz，而内部总线速度

却提高到8MHz乃至更高。

　　　　6.布线要有合理的走向：如输入/输出，交流/直流，强/弱信号，高频/低频，高压/低压等……

，它们的走向应该是呈线形的（或分离），不得相互交融。其目的是防止相互干扰。最好的走向是按直

线，但一般不易实现，最不利的走向是环形。对于是直流，小信号，低电压PCB设计的要求可以低些。所

以“合理”是相对的。上下层之间走线的方向基本垂直。整个板子的不想要均匀，能不挤的不要挤在一

齐。
　
　　　　7.在器件布置方面与其它逻辑威廉希尔官方网站 一样，应把相互有关的器件尽量放得靠近些，这样可以获得

较好的抗噪声效果。时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些，特别是晶振下

方不要走信号线。易产生噪声的器件、小电流威廉希尔官方网站 、大电流威廉希尔官方网站 等应尽量远离逻辑威廉希尔官方网站 ，如有可能，应

另做威廉希尔官方网站 板，这一点十分重要。
　
　　　　二。 地线技术　　1.模拟威廉希尔官方网站 和数字威廉希尔官方网站 在元件布局图的设计和布线方法上有许多相同和不同

之处。模拟威廉希尔官方网站 中，由于放大器的存在，由布线产生的极小噪声电压，都会引起输出信号的严重失真，

在数字威廉希尔官方网站 中，TTL噪声容限为0.4V～0.6V，CMOS噪声容限为Vcc的0.3～0.45倍，故数字威廉希尔官方网站 具有较强的

抗干扰的能力。良好的电源和地总线方式的合理选择是仪器可靠工作的重要保证，相当多的干扰源是通

过电源和地总线产生的，其中地线引起的噪声干扰最大。
　
　　　　2.数字地与模拟地分开（或一点接地），地线加宽，要根据电流决定线宽，一般来说越粗越好

（100mil线经约通过1到2A的电流）。地线＞电源线＞信号线是线宽的合理选择。
　
　　　　3.电源线和地线尽可能靠近，整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布，以便使分布线电

流达到均衡。
　
　　　　4.为减少线间串扰，必要时可增加印刷线条间距离，在其安插一些零伏线作为线间隔离。特别

是输入输出信号间，　
三。 去耦、滤波、隔离三大技术　

　1.去耦、滤波、隔离是硬件抗干扰常用的三大措施。
　
　　　　2.电源输入端跨接10~100uf的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好；原则上每个集成电

路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4~8个芯片布置一个1~10pF的但电容

；对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直

接接入退藕电容；　　3.滤波指各类信号按频率特性分类并控制它们的方向。常用的有各种低通滤波器

、高通滤波器、带通滤波器。低通滤波器用在接入的交流电源线上，旨在让50周的交流电顺利通过，将

其它高频噪声导入大地。低通滤波器的配置指标是插入损耗，选择的低通滤波器插入损耗过低起不到抑

制噪声的作用，而过高的插入损耗会导致“漏电”，影响系统的人身安全性。高通、带通滤波器则应根

据系统中对信号的处理要求选择使用。
　
　　　　4.典型的信号隔离是光电隔离。使用光电隔离器件将单片机的输入输出隔离开，一方面使干扰

信号不得进入单片机系统，另一方面单片机系统本身的噪声也不会以传导的方式传播出去。屏蔽则是用

来隔离空间辐射的，对噪声特别大的部件，如开关电源，用金属盒罩起来，可减少噪声源对单片机系统

的干扰。对特别怕干扰的模拟威廉希尔官方网站 ，如高灵敏度的弱信号放大威廉希尔官方网站 可屏蔽起来。而重要的是金属屏蔽本

身必须接真正的地