第四篇 电磁兼容性和PCB设计约束

PCB布线对PCB的电磁兼容性影响很大，为了使PCB上的电路正常工作，应根据本文所述的约束条件来优化布线以及元器件/接头和某些IC所用去耦电路的布局。

（一）PCB材料的选择
    通过合理选择PCB的材料和印刷线路的布线路径，可以做出对其它线路耦合低的传输线。当传输线导体间的距离d小于同其它相邻导体间的距离时，就能做到更低的耦合，或者更小的串扰（见《电子工程专辑》2000年第1期"应用指南"）。 设计之前，可根据下列条件选择最经济的PCB形式：
    ?对EMC的要求
    ?印制板的密集程度
    ?组装与生产的能力
    ?CAD系统能力
    ?设计成本
    ?PCB的数量
    ?电磁屏蔽的成本
    当采用非屏蔽外壳产品结构时，尤其要注意产品的整体成本/元器件封装/管脚样式、PCB形式、电磁场屏蔽、构造和组装），在许多情况下，选好合适的PCB形式可以不必在塑胶外壳里加入金属屏蔽盒。
  为了提高高速模拟电路和所有数字应用的抗扰性同时减少有害辐射，需要用到传输线技术。根据输出信号的转换情况，S-VCC、S-VEE及VEE-VCC之间的传输线需要表示出来，如图1所示。
  信号电流由电路输出级的对称性决定。对MOS而言IOL=IOH,而对TTL而言IOL＞IOH.
功能/逻辑类型 ZO(Ω)
电源（典型值） ＜＜10
ECL逻辑 50
TTL逻辑 100
HC(T)逻辑 200
（二）信号线路及其信号回路

    传送信号的线路要与其信号回路尽可能靠近，以防止这些线路包围的环路区域产生辐射，并降低环路感应电压的磁化系数。 一般情况下，当两条线路间的距离等于线宽时，耦合系数大约为0.5到0.6，线路的有效自感应从1μH/m降到0.4-0.5μ H/m. 这就意味着信号回路电流的40％到50％自由地就流向了PCB上其它线路。 对两个（子）电路块间的每一块信号路径，无论是模拟的还是数字的，都可以用三种传输线来表示。 TTL逻辑电路由高电平向低电平转换时，吸收电流会大于电源电流以，在这种情况下，通常将传输线定义在Vcc和S之间，而不是VEE和S之间。通过采用铁氧体磁环可完全控制信号线和信号回路线上的电流。 在平行导体情况下，传输线的特征阻抗会因为铁氧体而受到影响，而在同轴电缆的情况下，铁氧体只会对电缆的外部参数有影响。 因此，相邻线路应尽可能细，而上下排列的则相反（通常距离小于1.5mm/双层板中环氧树脂的厚度）。布线应使每条信号线和它的信号回路尽可能靠近（信号和电源布线均适用）。如果传输线导体间耦合不够，可采用铁氧体磁环。