抑制电子设备中电磁干扰的产生来源

　　电磁干扰广泛存在于各类电子电气设备中，各种电子电气设备在工作时或多或少都会向外发射电磁波，这种电磁波会对整个设备正常工作造成干扰。在电子产品设计中由于对电磁兼容性的考虑不足，致使一些电气和电子产品不合格，因此作者就该问题总结了一些应注意的要点。

　　地线连接

　　模拟和数字电路拥有独立的电源和地线通路，尽量加宽这两部分电路的电源与地线，或采用分开的电源层与接地层，以便减小电源与地线回路的阻抗，减小任何可能在电源与地线回路中的干扰电压。

　　单独工作的PCB的模拟地和数字地可在系统接地点附近单点汇接，如电源电压一致，模拟和数字电路的电源在电源入口单点汇接，如电源电压不一致，在两电源较近处并-1～2μf的电容，给两电源问的信号返回电流提供通路。

　　理想的地线是一个零阻抗，零电位的物理实体，它不仅是信号的参考点，而且电流流过时不会产生电压降。在实际的电气电子设备中，这种理想地线是不存在的，当电流流过地线时必然会产生电压降。据此可根据地线中干扰形成机理可归结为以下两点，，减小低阻抗和电源馈线阻抗。第二，正确选择接地方式和阻隔地环路，按接地方式来分有悬浮地、单点接地、多点接地、混合接地。如果敏感线的干扰主要来自外部空间或系统外壳，此时可采用悬浮地的方式加以解决，但是悬浮地设备容易产生静电积累，当电荷达到一定程度后，会产生静电放电，所以悬浮地不宜用于一般的电子设备。

　　PCB元器件布局要求

　　电路元件和信号通路的布局必须限度地减少无用信号的相互耦合：

　　(1)低电子信号通道不能靠近高电平信号通道和无滤波的电源线，包括能产生瞬态过程的电路。

　　(2)高、中、低速逻辑电路在PCB上要用不同区域。

　　(3)安排电路时要使得信号线长度。

　　(4)保证相邻板之间、同一板相邻层面之间、同一层面相邻布线之间不能有过长的平行信号线。

　　(5)电磁干扰(EMI)滤波器要尽可能靠近EMI源，并放在同一块线路板上。

　　(6)DC／DC变换器、开关元件和整流器应尽可能靠近变压器放置，以使其导线长度。

　　(7)尽可能靠近整流二极管放置调压元件和滤波电容器。

　　(8)印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。

　　(9)对噪声敏感的布线不要与大电流，高速开关线平行。

　　多层板设计

　　在多层板设计中电源平面应靠近接地平面，并且安排在接地平面之下。这样可以利用两金属平板问的电容作电源的平滑电容，同时接地平面还对电源平面上分布的辐射电流起到屏蔽作用；为了产生通量对消作用布线层应安排与整块金属平面相邻；在中间层的印制线条形成平面波导，在表面形成微带线，两者传输特性不同；时钟电路和高频电路是主要的干扰和辐射源，一定要单独安排、远离敏感电路；所有的具有一定电压的印制板都会向空间辐射电磁能量，为减小这个效应，印制板的物理尺寸都应该比靠近的接地板的物理尺寸小20H，其中H是两个印制板面的间距。按照一般典型印制板尺寸，20H一般为3mm左右，

　　为避免发生两条印制线间距比较小时所引起的电磁串扰，应保持任何线条间距不小于2倍的印制线条宽度，即不小于2W，w为印制线路的宽度。

　　设置去耦电容

　　好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路板时，每个集成电路的电源，地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能：另一方面旁路掉该器件的高频噪声。

　　抑制线间的电磁耦合

　　减小干扰源和敏感电路的环路面积。的办法是使用双绞线和屏蔽线，让信号线与接地线(或载流回路)扭绞在一起，以便使信号与接地线(或载流回路)之间的距离近；增大线间的距离，使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小；如有可能，使得干扰源的线路与受感应的线路呈直角(或接近直角)布线，这样可大大降低两线路间的耦合；

　　其他一些降低噪声与电磁干扰的方法

　　(1)用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短。

　　(2)尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。

　　(3)使用满足系统要求的频率时钟。

　　(4)时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地。

　　(5)I／O驱动电路尽量靠近印刷板边，让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波，从高噪声区来的信号也要加滤波，同时用串终端电阻的办法，减小信号反射。

　　(6)闲置不用的门电路输入端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端。

　　(7)印制板尽量使用45度折线而不用90度折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。

　　(8)时钟、总线、片选信号要远离I／O线和接插件。

　　(9)模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟。

　　对A／D类器件，数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。

　　(10)石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。

　　结论

　　在PCB设计中要处分考虑到各种干扰所产生的影响，完整的设计能够有效拟制电磁干扰，缩短产品设计周期，提高系统稳定性和可靠性。