所謂PCB(Printed Circuit Board)

，shijishangjiushiyinzhixianluban
，tashiyizhongjiaoweizhongyaodedianzichanpin，shidianziyuanqijiandianqilianjiedetigongzhe，zaidianluyuanjianyudianqijianzhijiandexianjieshang，qizhongdadezuoyong。shidianziyuanqijiandezhichengti
，duidianluyuanjianheqijianqizhichengzuoyong。kangganraonenglideqiangruozhijieshouyinzhixianlubanshejideyouliangyingxiang。yinci，xianludeshezhianpaihekangganraonenglishishejishizaishejixianlushibixutongshijiangude。PCB印製線路板根據電路層數可分為單麵板、雙麵板和多層板。常見的多層板一般為4層板或6層板
，複雜的多層板可達十幾層。

jinguandianzigongchengrenyuanjingguohenduoniandeshejiyushijian，yijingzongjiechuleyixieguifanheshejijingyan
，danshijiezhimuqian
，guojiazaizheyifangmianbingmeiyoumingquedeyaoqiuheguize。jiyuci，shijianzhongwomenzhinengzaishejidianluguochengzhongchongfendeyunyongshejiyuanzehexiangguanguize，jinxingzhengtiguihuayusheji

，youqishijinxingdianludekangganraosheji。zuodaoyishangzhexie，jiunengyouxiaobimiandianlushejishijianzhongchuxianyanzhongdedianciganraowenti

，erqiehainengyouxiaodejiangdipinlvhejieyueshejichengbenfeiyong，duiyuyouxiaojianshaodianqidianlushejishijianjuyoufeichangzhongyaodezuoyong。

1 印製電路板中電磁環境的構成

電磁幹擾源，耦合途徑和接收器這3個部分組成一個簡單的電磁幹擾模型
，如圖1所示。


微處理器、微控製器、靜電放電
、傳(chuan)送(song)器(qi)以(yi)及(ji)瞬(shun)時(shi)功(gong)率(lv)執(zhi)行(xing)元(yuan)件(jian)都(dou)是(shi)常(chang)見(jian)的(de)幹(gan)擾(rao)源(yuan)，在(zai)印(yin)製(zhi)線(xian)路(lu)板(ban)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)頻(pin)率(lv)較(jiao)高(gao)。時(shi)鍾(zhong)電(dian)路(lu)通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)在(zai)一(yi)個(ge)微(wei)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)裏(li)是(shi)最(zui)大(da)的(de)寬(kuan)帶(dai)噪(zao)聲(sheng)發(fa)生(sheng)器(qi)。

傳導耦合和輻射耦合二者共同構成了耦合途徑，在印製線路板中發揮著重要作用。耦合途徑不同，產生的幹擾問題也就自然不同。比如：

1)互感在導線之中頻頻發生，同時電容處於部分狀態下時，也可能會大幅度上升；

2)印製板導線串擾；

3)高頻信號經印製導線時所產生的高頻電磁場；

4)因時鍾信號而導致的電磁輻射幹擾現象;

5)反射幹擾；

6)因一係列操作不當產生的幹擾。

zongzhi，xuduowujiandouyoukenengchengweiminganyuanjian
，baokuodianziyuanjianhedaoxian。yaoxiangzhengtibawobanzidezhengtibujuheyuanqijiandeweizhijiuxuyaozaibuxianshangmianxiagongfu，zhiyouhelidebuxianhedadaodiancijianrongxingbiaozhuncaishishixianzheyimudezuijiatujing。

2 印製線路板中單根走線

PCB電路設計中，差分走線耦合較小，隻占10～20%的耦合度

，更多的還是對地的耦合。當地平麵發生不連續時。無參考平麵區域，差分走線耦合會提供回流通路。

PCB布線中要求避免直角走線的出現。直角走線對信號有著負麵影響

，因此PCB中的走線一般采用具有45度拐角或圓弧拐角線。直角走線和非直角走線的差異主要有：1)拐角能等效為傳輸線上得容性負載，減少上升的時間;2)拐角也能抵禦因不持續而造成的信號反射;3)電磁幹擾會因直角尖端產生。

不同的拐角線
，角度上具有明顯的差異性。圖2運用了FDTD數值方法進行試驗，通過模擬對反射傳輸特性和反射特性這二者進行對比。在45度外斜切麵拐角線反射性與傳輸性能上，優於其他兩種拐角線。這3zhongzouxianxingshibiyuanhudeguaijiaoxianyaocha，danshihududekehuachengbenbijiaogao。zheshiyinweiyuanhudekehuayaoqiujingzhandezhibanjishu。jingzhandejishubiranhuiyinqichengbendezengjia
，yincitongchangzaixuanzezouxianshi，huijiangmuguangtingliuzai45度外斜切麵拐角線上。


3 對多導體傳輸線在應用中的串擾探析

傳送信號和機器的運作頻率在PCB電路設計中要注意適度原則，如果達到兆赫級
，那麼對線路的幹擾就很嚴重。走線間的幹擾形成的主要原因是串擾問題。PCBdianqidianlushejiguochengzhong，yingdangshidangdiliuyiyixiachuanraowenti


，jinkenengdijianshaobuxianchuanraowentichuxian。shijianzhongkeyikandao
，ruofashengchuanraoxianxiang，tongchangzhishaohuiyou3個導體和兩個線攜帶信號。如圖3所示

，而第3條導線隻是作為一種參考而言。

[page]

實踐中可以看到，源和受幹擾電路之間的作用
，通常會產生一種VS，該作用下的zs、zL會產生感應電壓和電流，其zs和源相互聯係，而zL主要與負載端相互聯係。

為減少幹擾現象的出現，筆者特提出以下建議和設計規劃：

1)以功能作為主要依據的邏輯器件，對總線結構進行控製
；

2)元件物理距離最小化；

3)布線走線長度應嚴格控製；

4)元件既要與I/o接口遠離，又要盡可能地避開數據幹擾；

5)確保阻抗受控走線路徑的準確性，通常頻波能量較大一些的走線應當注意考慮；

6)提供一些相交性的走線，以確保走線之間有適當的距離，確保電感耦合最小化

；

7)緊挨著的布線層應當垂直
，這樣可以減小層間電容耦合；

8)加強信號與地麵之間的間隔和距離控製；

9)布線層要單獨隔開

，必須以相同軸線布線，確保布線層分置預實心平麵結構之中。

4 印製線路板內部元器件的走線分布

通常情況下
，功能單元與設備滿足電磁兼容性要求，主要是由電路的基本元件滿足電磁特性的程度決定。

選(xuan)擇(ze)電(dian)磁(ci)元(yuan)件(jian)時(shi)，電(dian)磁(ci)特(te)性(xing)和(he)電(dian)路(lu)裝(zhuang)配(pei)是(shi)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)的(de)兩(liang)個(ge)因(yin)素(su)

，否(fou)則(ze)選(xuan)出(chu)的(de)電(dian)磁(ci)元(yuan)件(jian)是(shi)劣(lie)質(zhi)的(de)。這(zhe)主(zhu)要(yao)是(shi)因(yin)為(wei)遠(yuan)離(li)基(ji)頻(pin)的(de)元(yuan)件(jian)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)決(jue)定(ding)了(le)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)是(shi)否(fou)實(shi)現(xian)。大(da)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)
，對(dui)外(wai)響(xiang)應(ying)(比如引線的長度)和元件之間耦合的程度由電路裝配決定。需要注意以下幾點。

PCB大小是首先要考慮到的一個因素。PCB尺寸要適中，過大過小都不合要求。如果太過
，則印製時需有很多的線條，以此來增加阻抗、下挫抗噪聲性能，然其成本會隨之增加;如果太小，則缺乏散熱能力
，受幹擾對象便會擴展至相鄰的線條。基於此
，在確定特殊元件的位置之前，應當充分地測量PCB實際規格和尺寸;以電路功能為基礎，對電路中的所有元器件統一的規劃和調整。實際操作過程中
，為了能夠最大限度的降低高頻元器件線路耗損、降jiang低di參can數shu分fen布bu複fu雜za性xing
，避bi免mian電dian磁ci幹gan擾rao
，就jiu要yao想xiang盡jin辦ban法fa隔ge開kai，讓rang輸shu入ru和he輸shu出chu元yuan件jian之zhi間jian存cun在zai距ju離li。縮suo小xiao元yuan器qi件jian或huo導dao線xian之zhi間jian的de較jiao高gao的de電dian位wei差cha
，避bi免mian因yin放fang電dian而er造zao成cheng短duan路lu問wen題ti。電dian路lu調tiao試shi過guo程cheng中zhong，若ruo元yuan器qi件jian帶dai有you高gao電dian壓ya，則ze應ying當dang盡jin可ke能neng置zhi於yu不bu容rong易yi碰peng到dao的de位wei置zhi。

同時還要注意用支架對其進行有效的固定，若焊接159以上的元器件。則體型相對較大、較(jiao)沉(chen)重(zhong)的(de)發(fa)熱(re)元(yuan)器(qi)件(jian)就(jiu)不(bu)能(neng)適(shi)應(ying)印(yin)製(zhi)板(ban)，應(ying)該(gai)被(bei)淘(tao)汰(tai)。這(zhe)種(zhong)元(yuan)器(qi)件(jian)應(ying)該(gai)被(bei)配(pei)置(zhi)在(zai)機(ji)箱(xiang)的(de)底(di)板(ban)上(shang)。在(zai)安(an)裝(zhuang)的(de)同(tong)時(shi)應(ying)該(gai)將(jiang)散(san)熱(re)問(wen)題(ti)考(kao)慮(lv)在(zai)內(nei)。熱(re)敏(min)元(yuan)件(jian)不(bu)能(neng)靠(kao)近(jin)發(fa)熱(re)元(yuan)件(jian)。

整zheng機ji的de結jie構gou要yao求qiu應ying首shou先xian被bei考kao慮lv
，特te別bie是shi在zai布bu局ju可ke調tiao節jie的de元yuan件jian時shi，比bi如ru電dian位wei器qi，開kai關guan等deng。如ru果guo是shi機ji內nei調tiao節jie的de情qing況kuang，那na麼me應ying被bei安an置zhi在zai便bian於yu調tiao節jie的de區qu域yu，比bi如ru印yin製zhi板ban的de上shang麵mian;如果是機外調節，則需考慮調節旋鈕。

印製板定位孔和固定支架需要的區域首先要騰出。對電路的全部元器件進行分布設置時，要依據其功能單元，因此
，要做到以下幾點：

1)為了使信號更加流通
，要考慮電路的流程，每個功能電路單元要被放置在合理的區域內
，這樣也能使信號最大限度在統一的方向上；

2)在進行布局時，要緊緊圍繞各個功能電路的核心元件這一核心。元器件在排列時，應注意勻稱、不雜亂、緊密這些原則。連接各元器件之間所用的導線要盡量減少；

3)電dian路lu在zai高gao負fu荷he狀zhuang態tai下xia運yun行xing時shi，需xu考kao慮lv實shi際ji分fen布bu狀zhuang況kuang。最zui大da限xian度du地di使shi元yuan器qi件jian平ping行xing分fen布bu於yu電dian路lu之zhi中zhong。平ping行xing分fen布bu可ke以yi使shi外wai表biao狀zhuang況kuang看kan上shang去qu更geng好hao看kan，方fang便bian裝zhuang焊han
，對dui大da量liang的de生sheng產chan也ye有you很hen大da幫bang助zhu；

4)處於電路板邊緣的元器件，其位置與電路板中心距離不可超過2毫米;對於電路板而言
，建議設計成矩形。長是寬的1.5倍.或是1.3倍。

5 常用的EMC設計軟件

PCB板與外部的接口處的電磁輻射是分析時需要考慮的因素。此外，還要考慮PCB板中電源層的電磁輻射以及大功率布線網絡的輻射問題。現在，在設計EMC軟件時已經大量的應用了板級與係統級互連仿真
，這兩者主要是建立在Cadence公司的技術上的。同時，SI/PUEMI的模擬分析也被應用於其中。

德國的INCASES公司發明了EMC-WORKBENCH，這一軟件在EMC模擬仿真分析有著重要的推動力。因此，INCASES公司成為行業的領軍者
，為EMC的進展做出重大貢獻。

EMC-WORKBENCH為設計者提供幫助

，特別是在電磁兼容這一技術難點上。同時使得設計過程發生改變，減少了工作量

，刪去了一些設計程序。由於EMC模擬仿真技術的應用，因此促使PCB設計快步進入到一個嶄新的時代，尤其是電子工程人員利用該技術可實現短期的高質量
、高可靠性設計。

在實施EMC模擬仿真分析過程中，必然給電路設計、PCB製(zhi)造(zao)行(xing)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)帶(dai)來(lai)更(geng)大(da)的(de)機(ji)會(hui)和(he)更(geng)為(wei)廣(guang)泛(fan)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)。實(shi)踐(jian)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)，一(yi)塊(kuai)電(dian)路(lu)板(ban)可(ke)能(neng)來(lai)自(zi)於(yu)很(hen)多(duo)個(ge)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)，而(er)且(qie)他(ta)們(men)的(de)功(gong)能(neng)性(xing)存(cun)在(zai)著(zhe)較(jiao)大(da)的(de)差(cha)異(yi)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)在(zai)對(dui)EMC進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)時(shi)
，需(xu)全(quan)麵(mian)了(le)解(jie)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)自(zi)身(shen)特(te)點(dian)，讓(rang)後(hou)方(fang)可(ke)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)具(ju)體(ti)的(de)模(mo)擬(ni)仿(fang)真(zhen)操(cao)作(zuo)。該(gai)項(xiang)操(cao)作(zuo)若(ruo)以(yi)傳(chuan)統(tong)的(de)視(shi)角(jiao)來(lai)看(kan)，似(si)乎(hu)是(shi)一(yi)項(xiang)非(fei)常(chang)艱(jian)巨(ju)的(de)工(gong)程(cheng)，然(ran)IBIS SPICE的出現，對EMC問題分析而言，起到了非常大的促進作用。

6 結論

總而言之，在PCB實shi際ji設she計ji過guo程cheng中zhong，一yi定ding要yao嚴yan格ge按an照zhao相xiang關guan設she計ji規gui範fan進jin行xing，要yao符fu合he抗kang幹gan擾rao設she計ji之zhi原yuan則ze和he要yao求qiu
，隻zhi有you這zhe樣yang才cai能neng使shi電dian子zi電dian路lu處chu於yu最zui佳jia的de性xing能neng狀zhuang態tai。PCB設計初期階段
，需要對布線中的問題進行全麵的考慮，這樣才能有效減少設計周期

，提高設計質量。

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