EMC学习笔记（二十六）降低EMI的PCB设计指南（六）

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1.PCB布局

1.1 带键盘和显示器的前置面板PCB在汽车和消费类应用中的应用

在多PCB应用中，承载显示器和键盘的前面板PCB是屏蔽外壳的一部分。它也可能是排放源。这样做的目的是使微处理器的噪声通过接地线返回，并在盒子的前面创造一个有效的屏蔽延伸。这可以通过定义电路板的一侧的所有线都是单向的，而另一侧则是90度的。(见图所示)。然后，散布在键盘和矩阵的信号中的线路构成了两个独立的网格接地平面:一个作为接地回路，另一个作为屏蔽的部分。后者应该安全地接触底盘在每个角落和每两英寸沿边缘。返回地平面应该连接到微型计算机的地平面，最好使用一些沉重的东西，如焊接在金属支架上。这可以防止控制器和前面板PCB之间的阻抗成为一个主要问题。

1.2 敏感元器件的布局

磁化率(在欧洲称为免疫)发生在入射电场或磁场耦合到信号迹线上时。因为耦合信号是交流电，所以正弦波叠加在迹线上已有的电压上。在微型计算机的输入端，该电压被整流，并在引脚上产生直流偏移电压。当直流电压大到足以使输入端偏离开关点电压时，微型计算机就不再能看到预期的开关功能。如果输入是振荡器，该设备突然没有时钟。如果输入被复位，设备可能会进入复位状态，并停留在那里，直到干扰场被移除。

磁化率的物理学原理与发射的物理学原理相同，只是反过来应用。大的环形区域接收更多的信号，就像它们会辐射更多的信号一样。因此，保持信号不受辐射影响的方法和保持信号不受辐射影响的方法是一样的。

抗扰度最重要的引脚是那些影响程序控制的引脚:振荡器、复位、中断和用于程序分支的任何输入引脚。应用与减少来自这些引脚的辐射相同的规则。到目前为止，大多数敏感性问题与振荡器引脚、晶体、晶体旁路电容器以及旁路电容器接地连接和微处理器接地之间的路径所定义的环路相关。

另外，要注意可能产生这些更关键信号的电路的接地反弹(公共阻抗耦合)。如果接地路径具有高阻抗，它可能会导致驱动电路的参考电压偏移，导致微型计算机的输入(RESET，OSC)在微型计算机的开关范围之外。

1.3 自动布线器

PCB的自动布线器不采取任何降噪措施。因此，在使用时应小心。电源和地面布线，以及影响敏感性的信号，应该用手工布置。任何带有时钟数据的信号，例如存储器扩展总线中的低地址位，都应该是只有开关率低于50 kHz的信号才能安全地留给自动外接器。即使这样，每个信号都应该检查下一个。EMI问题。应检查晶体附近的布线以及晶体和槽电路本身。 最后，对地面走线进行网格化处理。

2.屏蔽

2.1 工作原理

当在空气中传播的入射电场击中金属表面时，金属会使穿透电场强度降低。金属使磁场被传导电流所取代，传导电流在金属中靠近表面流动。一个非常小的(指数衰减)量的字段确实通过，但对于排放，这从来不是一个问题。金属底盘起着盾牌的作用。来自内部所有辐射表面的场被阻挡并保持在盒子内，唯一的噪音来自进入或退出盒子的电缆或电线，以及盒子上的孔或槽。

如果要使用金属外壳，则应利用其屏蔽效果。然而，与其依靠屏蔽效能，不如减少箱体内部的噪声

2.2 屏蔽接地

屏蔽层的困难之处在于，它要为直接的ESD撞击、环境场、内部场以及进出机箱的电缆所携带的噪声提供一个终端或导电表面。要做到这一点，屏蔽层应该被认为是一个射频导电平面，在射频电流源和地面参考点之间具有最少的断裂次数和阻抗。如前所述，接地参考点应该是连接稳压器接地、微机接地和电池负极的单点。

2.3 电缆屏蔽至旁路

PCB应该有一个很大的独立接地区域连接到外壳屏蔽，作为I/0旁路电容器(见图)。这些电容器提供了系统噪声的最终过滤，但也旨在过滤盒外的电缆上拾取的噪声。电容器的值应低于1000 pF更有可能是470 pF。连接到机箱是一个RF路径，要求3:1的长度与宽度。

2.4 缝隙天线：冷却槽和缝隙

缝隙天线是由屏蔽材料中的细长间隙形成的，例如在两块盒子之间的接缝处和前面板接口处。这些槽是非常有效的散热器。使用某种形式的接触保证是很重要的，如凹坑，或使用交替的手指，以确保两个表面之间的接触。插槽不应超过4英寸长。不应使用冷却槽。由于排放的原因，如果需要通风，只应使用小圆孔。