PCB抄板设计中控制共模辐射EMI的主要步骤（一）

      电磁干扰(EMI)指威廉希尔官方网站 板发出的杂散能量或外部进入威廉希尔官方网站 板的杂散能量，它包括：传导型(低频)EMI、辐射型(高频)EMI、ESD(静电放电)或雷电引起的EMI。传导型和辐射型EMI具有差模和共模表现形式。在处理各种形式的EMI时，必须具体问题具体分析。对于ESD和雷电引起的EMI，必须利用EMI抑制器件在ESD和雷电进入系统之前予以消除，防止由此导致的系统工作异常或损坏。对传导型或低频EMI，不论是接收还是发送，都要在电源线上和威廉希尔官方网站 板输入/输出口的传输线路上采取滤波措施。辐射型EMI的抑制有3种基本形式：电子滤波、机械屏蔽和干扰源抑制。
　　在所有EMI形式中，辐射型EMI最难控制，因为辐射型EMI的频率范围为30MHz到几个GHz，在这个频率段上，能量的波长很短，威廉希尔官方网站 板上即使非常短的布线都能成为发射天线。此外，在这个频段威廉希尔官方网站 的电感增大，可能导致噪声增加。EMI较高时,威廉希尔官方网站 容易丧失正常的功能。
　　尽管辐射型EMI的控制和屏蔽可以通过机械屏蔽技术、电子滤波或干扰源抑制，且电子滤波和机械屏蔽技术对EMI抑制很有效，在实践中也很常用，但这两种方法通常是控制辐射型EMI的第二道防线。由于需要附加器件和增加安装时间，电子滤波技术成本较高。另外，用户常常打开设备的屏蔽门，或取下背板以方便内部器件或PC板的维护，所以，机械屏蔽技术常常形同虚设。
　　因此，控制EMI的主要途径是减少辐射源的能量并且控制威廉希尔官方网站 板上电压电流产生的电磁场的大小。大部分威廉希尔官方网站 都安装在威廉希尔官方网站 板范围内，因此通过对威廉希尔官方网站 板级的精心设计可以控制电感、电容、瞬态电压和电流路径，从而控制电磁场的大小。由于电感、电容、瞬态电压和电流路径等因素对EMI的影响不同，本文将集中讨论板级设计中控制共模辐射EMI的主要步骤。为了更好的理解本文提出的方法，首先要说明一些关于EMI和威廉希尔官方网站 功能的重要概念。
　　发射频率带宽
　　在EMI频率范围内，人们关心的不仅是信号的时钟频率，还包括信号的高阶谐波。高阶谐波频率的振幅由器件输出信号的上升时间和下降时间决定。信号的上升沿和下降沿变化得越快，信号频率越高，EMI就越大。任何威廉希尔官方网站 ，如果把上升时间为5ns的器件换成上升时间为2.5ns的器件，EMI会提高约4倍。如果不考虑时钟频率，若威廉希尔官方网站 信号的上升或下降时间窄到11ns，则将产生0到30MHz范围内的各种谐波，因而产生很强的EMI辐射。PCB寄生参数
　　PCB上的每一条布线及其返回路径可以用三个基本模型来描述，即电阻、电容和电感。在EMI和阻抗控制中，电容和电感的作用很大。当两个不同电压的导电层由绝缘材料分隔时，两个导电层之间就会产生电容。在威廉希尔官方网站 板上，一条布线及其所有相邻的布线或导电层之间，通过它们之间的绝缘区域形成电容。绝缘区由导体周围的空气和隔离导体的FR4材料组成。
　　导线及其回路(地线或接地层)之间形成的电容数值最大。记住，Vcc电源层(如5V)，对于交流信号来说与接地层等效。通常为了抑制信号电场的辐射，有必要保证布线及其回路之间电容的数值较高，当布线加宽或与回路之间的距离变近时，电容数值就会升高。电感是威廉希尔官方网站 板导体储存周围磁能的元件。磁场是由流过导体的电流产生或感生，磁能阻碍电流的变化。通过电感的信号频率越高，电感的阻抗就越大，因此，当输出信号的上升和下降沿谐波频率落在EMI辐射频带范围之内时(上升时间为11ns或更快)，降低PCB上导体的电感值就很重要。
　　电感的数值表示它储存导体周围磁场的能力，如果磁场减弱，感抗就会减小。磁场的大小部分取决于导体的截面积(厚度和长度)。当导体变宽、变厚或变短时，磁场就会减弱，电感就会降低。
　　更重要的是，磁场的大小是由导线及其电流回路构成的闭环面积的函数。如果把导线与其回路靠近，两者产生的磁场就会相互抵消，这是因为二者磁场大小大致相等，极性相反。在很狭窄的空间内，信号路径及其回路周围的磁场大部分对消掉了，因而电感很低。