在此，講述一個時鍾EMI超標的重要原因：時鍾信號的回流路徑設計不合理。對於時鍾而言，回路麵積越小，輻射就越小！

 

1經典實驗

 

讓我們先看一個經典的實驗：

 

 

實驗裝置：同軸電纜的一端接信號發生器，頻率可變；另一端接50Ω電阻負載。同軸電纜的兩端外皮（金屬編織層）用一根短粗的銅線連接起來，銅線的電阻和電感都很小。在銅線上套一個電流卡鉗
，用示波器監視銅線中電流的大小。

 

 

實驗過程：將信號源的頻率從低往高調，觀察銅線中電流的變化。

 

 

實驗結果：當頻率低於1kHz時
，電流幾乎全部走銅線，當頻率高於10MHz時，電流幾乎全部同軸電纜的外屏蔽層
，1kHz 和10MHz 之間
，兩個路徑都有。

 

實驗結論：高頻電流總是走電感最小的路徑
，也就是回路麵積最小的路徑。因為回路電感L = F/ I （F是磁通量，I是回路電流）
，而磁通量跟回路麵積成正比，所以回路麵積小
，回路電感也就小。

 

2經典整改案例

 

這是一個儀表盤的案例

，兩層板，其架構如下圖，儀表盤屏時鍾從MCU出來，經過PCB走線到FPC插座，然後經過FPC到屏。

 

 

下圖左邊紅色為屏時鍾走線，理論上PCB中的時鍾回流是緊貼著紅色時鍾走線，也就是按照黃色虛線回流
，但實際上
，從右邊PCB圖(tu)中(zhong)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)
，高(gao)亮(liang)部(bu)分(fen)是(shi)地(di)
，而(er)紅(hong)色(se)時(shi)鍾(zhong)線(xian)附(fu)近(jin)的(de)地(di)並(bing)不(bu)完(wan)整(zheng)，中(zhong)間(jian)有(you)一(yi)段(duan)是(shi)分(fen)割(ge)的(de)，所(suo)以(yi)會(hui)導(dao)致(zhi)時(shi)鍾(zhong)回(hui)流(liu)的(de)時(shi)候(hou)尋(xun)找(zhao)其(qi)他(ta)路(lu)徑(jing)返(fan)回(hui)源(yuan)端(duan)（黃色虛線），增大了時鍾的回路麵積
，加強了輻射。

 

 

整改對策：用導線將分割的地連接起來
，使屏時鍾回流地完整。

 

 

整改前後測試對比：

 

 

從測試結果可以看出來，整改隻是加了一根普通的導線，但是EMI下降卻非常明顯
，這體現了時鍾回路麵積的重要性。

 

所以
，設計PCB時，一定要注意減小高頻信號的回路麵積！

 

 

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