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導讀

由于日常與硬件開發/互連等人員合作的過程中，他們經常問及EMC與SI的問題，且時常發生因電磁兼容與信號完整性問題的爭論不休，特考慮寫了此文來談談自己對于EMC和SI之間關系的一些看法！如有不妥之處，還請給予指正。

EMC與SI之間的藕斷絲連

隨著數字電路的工作頻率的提高，設計人員對于SI的關注也越來越加重視。

作為EMC工程師們來說，他們已經處理這些問題很多年了。我們有些時候不愿意承認這一點，但是早在20世紀60年代起，工程師就開始測試那些問題，對于數據的控制和高速半導體的測試。

現在，感謝于現代的高速電子技術，這些SI的問題知識才得于普片認識和理解。我們經常認為SI是EMC的一個特殊部分。然而，其實SI與EMC這兩個學科之間存在幾點關鍵的不同點。幸運的是，許多相同的對策都同時能適用于EMC和SI問題的解決。

針對EMC與SI的關系問題，我們進行了一系列的比較，從目的，應用領域，信號的幅度，設計關注點，當然還有一些問題解決手段等。

目的不同

NO.1

SI最初的目的是改善信號質量，保證系統合理滿意的工作。而EMC最初的目的是系統能夠通過EMC測試就好，系統穩定的工作作為第二目的。曾經有人為了說“SI的重要性大于EMC“而爭吵，因為他認為：如果系統不能正常工作，即使系統能夠通過EMC試驗也無濟于事。

應用領域

NO.2

在這點不同是, SI是趨向于系統內部的角度，而EMC一個廣泛的角度。

SI通常關注點在于高速數字電路的PCB板和連接器，因為那些地方存在高速信號的傳輸。

而EMC，則是從另一方面來說，它關注的是整個系統（包括PCB電路板，結構，電源系統的濾波和防護,電纜的設計和互連，接地等）。所以，EMC考慮的電路包括低電位的模擬電路、中高頻的數字電路。

信號幅度不同

NO.3

信號幅度的不同是EMC與SI的一個關鍵的不同點。

一般來說，SI是處理毫幅級的電壓和電流信號，而EMC在處理的是微幅級的電壓和電流信號。所以在信號的幅度上，SI與EMC就相差幾個數量級，（記住：一個100MHz的微安的共模電流在一條電纜上就可以不通過FCC和CE的EMC輻射測試要求），所以僅僅有SI的設計技術是不夠的。

對于EMC的抗干擾設計，EMC幅度可能是KV和KAMP級的（例如ESD和雷擊測試），這樣就超越了SI的正常電位電流幅值要求。因此，EMC需要考慮的是電路之間的干擾和工作的穩定性，還有更高級的防護。

設計關注點的不同

NO.4

對于SI來說，設計關注點主要有四個：信號的反射、信號的耦合、地的彈跳、電源的去耦合。采用傳輸線分析技術是SI分析方法之一，因為在高速數字電路的影響是一個集中分布參數模式，而不是一個恒定不變的，這些都因為光速和波長因素引起。（如果光速是無窮大的話，我們將不會面臨到SI的問題，也不會有EMC的問題，EMC/SI工程師也可能會沒有工作。）

對于EMC來說，它關注點主要有三個：輻射、抗干擾、自身的兼容。當然，以后可能還包括數字與模擬之間的干擾，繼電器或馬達引起的瞬態干擾等。

傳輸線原理和天線原理分析技術對于理解EMC是非常必要的。而且，EMC考慮的頻段是從直流到光速頻寬的領域。

SI與EMC解決手段

NO.5

如今，有很多的資料討論過如何解決和阻止EMC和SI的問題。幸運的是，好的SI設計是與好的EMC設計相互兼容的。也就是說，對于在高速數字電路PCB板上，SI設計的好壞嚴重地影響著EMC設計的成功。

好的SI/EMC設計開始于電路和PCB電路板的設計。如今普片的設計包括：重要電路的設計，PCB板，疊層數量及疊層的安排，電源的去耦合設計，控制信號的反射和耦合等。而EMC還包括系統地的設計、屏蔽設計、濾波器的設計和暫態抑制設計等。

對于重要電路的設計，SI/EMC是相同的。例如減少時鐘信號CLK的諧波，注意一些敏感信號（例如RESET等）。在設計的過程中，我們建議對于模擬電路和電源電路要進行額外的高頻保護。

5.1

多層PCB板的設計

多層電路板的設計對于SI/EMC是非常有利的。有完整的電源和地平面可以降低20至40dB對于EMC抑制能力。同樣可以降低信號之間的耦合和地彈跳的影響。所以，不要忽視多層板對于SI的幫助，特別是對于敏感模擬信號的影響。

5.2

電源的去耦合設計