PCB板设计中控制EMI/EMC应考虑哪些问题

一般设计者倾向于使用电源总线,是因为它具有合理的成本,故为首选,但是电源总线是与信号线分享整个布局层,以及有许多的电源供应到所有的装置。通常总线为既长又窄,所以它的阻抗比较大,这就是为什么电流受限制于总线所定义的路径。由器件所产生的EMI,都是与电源总线上的器件有关联。

至于电源平面因其充满了整个布局层,并且电源平面的阻抗是为电源总线一小部分。在电源平面上,因为电流路径没有受到限制,所以噪声电流是分散的。所沿行的路径阻抗也较低,所以电源平面较电源总线安静。电源平面的另外一个功能,是于系统中对于所有的信号提供均有一条返回路径,可以用来限制许多高速噪声的问题。

在低速时,电流流向最低电阻的路径,在高速时,在所既给的返回电流路径的电感是远低于有效的电阻,高速返回电流是走最低电感的路径,但此一路径并非是最低电阻的路径。此一最低电感返回路径是被直接的放在一个信号导通器之下,并于返回电流路径之间有一最小的总回路。电源平面提供给系统中所有的信号一个返回路径,则电流就可以经由VCC或是接地返回。

1.3终端

路线越短其传输延迟也越短,若是导线的长度超过电子上升边缘长度的1/6,则信号延迟就大于传输时间的有效部份,所以信号路线必须被视为是一个传输线,一个不适当的终端传输线容易造成反射,进而破坏到信号。太短的终端线,会产生一个负的反射以减慢转换时间,使数据流变慢;而太长的终端线,又会产生正反射其可被解释为一个多任务信号,由于于此频率下,具有高阻抗以及传输率,故可以与相邻的路径线路作有效的耦合。

在线路负载端的信号可以被组合形成环型,以降低系统的速度,它也可能会造成错误的时序,甚至于破坏系统的功能。故应该将终端线的终端电阻降低,或是限制于无反射之下,使其电阻值匹配于传输线的特性阻抗时才能有效抑制反射。

在平行终端之间并入一个具有负载特性的电阻器可以降低负载阻抗,但是它却有一个缺点,就是于正电压态输出时,有较高的电流,此电流可以通过电源以及接地两端电阻的使用,予以合理的降低,此两电阻即是所谓的Thevenin等效应;虽然此一方法是很好,但是因为电阻是介于电源与接地之间,所以需要较大的电源供应电流。

另外一个技巧是并入电阻及电容,电容可使交流短路与直流开路,此一电路可以被参考且视为交流终端。负载终端技术的设计可以限制第一次反射。