EMC設計指南之四大常被忽略的EMC設計要點

下面列舉出四項很重要卻常常被忽略的EMC設計指南。

設計指南1

設計指南1：最小化高頻信號和電源環路面積

最小化高頻信號和電源的環路面積幾乎在所有的EMC設計指南中都有提到，但卻常常被忽略。部分新手甚至不知道什么是信號回流路徑。而信號回流路徑是每位信號完整性和EMC工程師則必須思考的問題。下面是電路設計人員應該了解有關信號回流的兩件事：

1.信號總是返回到源端（即信號電流路徑總是環路的形式存在）

2.信號回流總是走阻抗最小的路徑。

在上兆赫茲頻率和更高頻率時，信號回流路徑相對容易找出來。這是因為高頻下阻抗最小的路徑通常是最小電感的路徑，這通常也是環路面積最小的路徑。信號回流盡可能靠近信號輸出的路徑返回。在低頻的情況下（通常為KHz頻率及以下），信號回流往往走阻值最小的路徑。低頻電流更難以追蹤，因為在PCB內阻值最小路徑較難尋找。低頻情況下，信號回流路徑有可能離信號走線較遠。

設計指南2

設計指南2：不要拆分或切割信號回流平面，信號回流平面盡量完整

下圖為沒有提供良好的信號電流回路的情況，如回路接地平面有縫隙、布線參考平面換層等，則信號電流將不能經最優化（最短）路徑返回源頭，那么，信號電流將尋求替代的回流路徑，此時將導致回流電流產生不可預期的路徑，從而也增大信號環路面積。

特殊情況下，數字地和模擬地需要分隔，防止串擾。一般情況下，不要考慮拆分或切割電路板的信號回流平面。

設計指南3

設計準則3：高速電路不要走在連接器附近

為什么連接器的位置如此重要？在低于幾百兆赫茲的頻率下，波長大約為一米或更長。印刷電路板本身內部走線都很短，屬于電小尺寸，因此輻射效率很低。然而，連接到板的電纜或其他設備則是高效的天線。

信號電流和回流路徑導致回流平面上任意兩點之間存在很小的電壓差。這些電壓差通常與平面內流動的電流的大小成正比。然而高速電路很容易產生幾毫伏或更大的電位差。如果高速電路靠近連接器放置，這些電壓會驅動電流到連接的電纜上，導致產品超過輻射發射要求。

設計指南4

設計指南4：抑制高速信號上升沿和下降沿時間

高速數字信號在較低諧波頻率下具有大量能量，但在高次諧波中能量卻不大，如下圖時鐘信號：

通過減慢數字信號的上升沿和下降沿時間，可以很好地控制高次諧波頻率。過長的轉換時間會導致信號完整性和過熱問題，工程師需要在功能和EMC之間做折中考慮。