EMC防护电路PCB设计
EMC设计技巧及其PCB设计中的EMC设计概念
EMC设计技巧及其PCB设计中的EMC设计概念1.电源和信号分离：电源和信号的分离是EMC设计的首要任务之一、在PCB设计中，应将电源线与信号线分开布局，以减少互相干扰。
同时，应尽可能减少电源和信号线之间的交叉。
2. 确保地线的良好连接：地线是EMC设计中非常重要的要素，它能够减少电磁辐射和EMI（Electromagnetic Interference）。
在PCB布局中，应尽量保证地线的连续性和低阻抗，降低电磁波辐射。
同时，应避免形成大的回路环路。
3.使用过滤器：过滤器能够消除电源中的高频噪声，并减少信号线上的干扰。
在PCB设计中，可以采用滤波器来实现对电源线和信号线的滤波，以确保干净的电源和信号。
4.布局合理：合理的布局能够降低电磁辐射和EMI。
在PCB布局中，应尽量减少高频回路和低频回路之间的交叉，在布局时要考虑到信号线的长度和走线路径，避免形成长的导线。
5.适当的屏蔽：在一些高频或EMI敏感的电路中，可以采用屏蔽措施来降低电磁辐射和EMI。
在PCB设计中，可以使用金属屏蔽罩或层叠设计来实现对敏感电路的屏蔽，防止其受到外界噪声的干扰。
6.管理高速信号：高速信号的传输会产生较大的电磁辐射和EMI。
在PCB设计中，应采取措施来管理高速信号，如使用差分信号传输、布局合理的地线和终端阻抗匹配等，以降低高速信号对其他电路的干扰。
7.控制接地回路：在PCB设计中，应注意控制接地回路的路径和走向，避免形成大的环路和共模回路。
合理的接地设计能够减少电磁辐射和EMI，提高电子设备的EMC性能。
8.增加电磁屏蔽性能：在PCB设计中，可以通过增加电磁屏蔽材料和层叠设计来提高电子设备的屏蔽性能。
如通过增加地层、空层、屏蔽层等，来抑制电磁辐射和EMI。
以上是一些常见的EMC设计技巧和PCB设计中的EMC设计概念。
在实际应用中，由于不同电子设备的特点和需求不同，EMC设计也会有一定的差异。
因此，在进行EMC设计时，需要根据具体情况选择合适的技巧和措施，以确保电子设备在特定环境下的正常运行和协调工作。
PCB EMC设计指导书
PCB EMC设计指导书PCB EMC设计指导书1、引言1.1 目的1.2 范围1.3 定义2、设计准则2.1 电磁兼容性（EMC）基础知识2.1.1 电磁辐射和抗扰度2.1.2 EMI / EMC 标准和法规2.1.3 PCB EMC 设计原则2.2 PCB 布局与走线2.2.1 分层布局2.2.2 构建地面层2.2.3 信号与功率分离布线2.2.4 控制信号和高频信号走线2.2.5 时钟信号走线2.2.6 地线和信号线的分隔与交叉 2.2.7 电源线与信号线的分离2.2.8PCB 响应电磁干扰2.3 元件选择和布局2.3.1 高频元件布局2.3.2 过滤器和抑制器件选择2.3.3 元件之间的距离和隔离2.3.4 电源和地线布局2.3.5 电源噪声抑制2.4 PCB 设计技巧2.4.1 PCB 层厚和材料选择2.4.2 阻抗控制2.4.3 地线设计2.4.4 控制信号与高频信号传输 2.4.5 地和电源平面结构2.4.6 PCB 整体尺寸和外壳设计3、PCB 测试和验证3.1 EMI 测试方法3.2 EMI 测试仪器和设备3.3 可行性测试3.4 PCB EMC 验证方法4、EMI 问题的分析和解决4.1 EMI 问题分析方法4.2 EMI 解决技术和方法4.2.1 增加滤波器4.2.2 降低串扰4.2.3 调整元件布局4.2.4 优化引脚布局4.2.5 控制功率和信号引脚的电流路径 4.2.6 使用屏蔽技术4.2.7 电磁屏蔽盖设计4.2.8地线和电源线降噪5、参考文献附件：附件1：EMC 测试报告示例附件2：PCB 布局示意图案例本文所涉及的法律名词及注释：1、EMC：电磁兼容性，是指电子设备在共存共用相互连接的环境下，不互相干扰而正常工作的能力。
2、EMI：电磁干扰，是指电子设备在工作时产生的电磁能量对其他设备或系统的干扰现象。
3、PCB：Printed Circuit Board，印刷电路板的简称，用于连接和支持电子元件的导电板。
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基于EMC的PCB设计
• 布线原则 环路最小规则（信号线与其回路构成的环路面积极可能小）
短线规则（布线长度应尽可能短，振荡器应放在离器件很近的位置）
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基于EMC的PCB设计
• 布线原则
开环检查规则（一般情况下不允许出现一端悬空的布线）
对缝隙PCB板裸露的金属部分贴绝缘膜，使静电在这些部 位无法放电； 更改缝隙的结构，可以通过将缝隙设置成倒挂槽增加静电 的放电距离，使其不放电； 在缝隙处注入绝缘材料，是静电无法通过，不能对内部的 PCB板进行放电； 将缝隙用铜箔或铝箔贴住，并将其用尽可能短的出现连接 到大地；
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电容
BEAD
R
GND
晶振
GND
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常用的滤波电路实例
• 时钟信号的滤波电路
注意适当的选取R（R可以是电阻，电感或磁珠）和C1，C2的值； GND尽量选取最靠近芯片的地
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常用的滤波电路实例
• 常用的信号线或排线的滤波电路
注意适当的选取R（R可以是单独的电阻，电感或磁珠，也可以是排 阻，排感或排磁珠）和C1,C2,C3,…的值；
1、采用TVS管进行静电抑制 （TVS管为瞬态抑制二极管），并 使用限流电阻进行限流，如右图所 示；
2，选用抗静电能力较强的接口 芯片
连接 器
TVS管
Ω
U9 75176
PGND
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面板按钮ESD问题
• 面板按键ESD解决方法：
PCBEMC设计规范
PCBEMC设计规范PCBEMC（Printed Circuit Board Electromagnetic Compatibility）设计规范是指在设计和制造PCB（Printed Circuit Board）时，为了保证电路板的电磁兼容性，所需遵循的一系列规范和技术要求。
电磁兼容性（EMC）是指电子设备在电磁环境中，无论是作为干扰源还是受到干扰，都不存在对其它设备或环境的无意干扰的能力。
PCBEMC设计规范的主要目的是避免电路板干扰周围设备和被周围设备干扰的情况，以保证电子设备的正常运行。
一、PCBEMC设计规范的基本要求1、尽量避免信号线的大环路：大环路是导致电磁干扰的主要原因之一。
因此，再设计PCB时，应尽量避免信号线的大环路。
2、减少地线的阻抗：地线的阻抗对于电磁兼容性非常重要。
地线阻抗过大容易导致共模信号的产生，而地线阻抗过小又会导致与其它地面之间的干扰。
因此，应采用正确的地面布局，减少地线的阻抗。
3、正确选择适当的电容：电容必须正确地选择，以防止高频电流的干扰。
电容的参数应该与应用环境的情况相结合。
4、正确布局各器件：各器件在PCB上应尽可能地被布置在合理的位置，以防止器件之间的互相干扰。
另外，在布局时，应注意与辐射源的距离，尽量避免电路板上的辐射源与周围设备的相互干扰。
5、正确选择适当的地面：地面的用途是通过减小信号的信源来减少桥接层和辐射的成本。
因此，必须正确选择适当的地面。
适当的地面可以降低自由空间的辐射垂直系数，并减小外界电磁场辐射下的接收功率。
6、控制走线电阻：在PCBEMC设计中，走线的电阻至关重要。
电阻越大，电流越大，产生的辐射越大，从而对周围设备产生干扰。
因此，应尽量控制走线的电阻。
7、正确选择适当的接口：在PCBEMC设计中，正确选择适当的接口可以有效地防止电磁干扰的影响。
因此，在选择接口时应遵循EMC方面的实际需求。
二、PCBEMC设计规范的实现方法1、采用不同层次的布线方式采用不同层次的布线方式可以在PCB上实现不同信号之间的隔离，从而避免互相干扰。
PCB板中的EMC设计
PCB板中的EMC设计PCB板中的EMC设计应是任何电子器件和系统综合设计的一部分，它远比试图使产品达到EMC的其他方法更节约成本。
电磁兼容设计的关键技术是对电磁干扰源的研究，从电磁干扰源处控制其电磁发射是治本的方法。
控制干扰源的发射，除了从电磁干扰源产生的机理着手降低其产生电磁噪声的电平外，还需广泛地应用屏蔽（包括隔离）、滤波和接地技术。
EMC的主要设计技术包括电磁屏蔽方法、电路的滤波技术以及应特别注意的接地元件搭接的接地设计。
一、PCB板中的EMC设计金字塔如图9-4所示为器件和系统EMC最佳设计的推荐方法，这是一个金字塔式图形。
首先，优秀的EMC设计的基础是良好的电气和机械设计原则的应用。
这其中包括可靠性考虑，比如在可接受的容限内设计规范的满足、好的组装方法以及各种正在开发的测试技术。
一般来说，驱动当今电子设备的装置要安装在PCB上。
这些装置由具有潜在干扰源以及对电磁能量敏感的元件和电路构成。
因此，PCB的EMC设计是EMC设计中的下一个最重要的问题。
有源元件的位置、印制线的走线、阻抗的匹配、接地的设计以及电路的滤波均应在EMC设计时加以考虑。
一些PCB元件还需要进行屏蔽。
再次，内部电缆一般用来连接PCB或其他内部子组件。
因此，包括走线方法和屏蔽的内部电缆EMC设计对于任何给定器件的整体EMC来说是十分重要的。
在PCB的EMC设计和内部电缆设计完成以后，应特别注意机壳的屏蔽设计和所有缝隙、穿孔和电缆通孔的处理方法。
最后，还应着重考虑输入和输出电源以及其他电缆的滤波问题。
二、电磁屏蔽屏蔽主要运用各种导电材料，制造成各种壳体并与大地连接，以切断通过空间的静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径，隔离主要运用继电器、隔离变压器或光电隔离器等器件来切断电磁噪声以传导形式的传播途径，其特点是将两部分电路的地线系统分隔开来，切断通过阻抗进行耦合的可能。
屏蔽体的有效性用屏蔽效能（SE）来表示（如图9-5所示），屏蔽效能的定义为：电磁屏蔽效能与场强衰减的关系如表9-1所列。
EMC基本原理及PCB的EMC设计
以下是与电磁兼容有关的常见术语： EMC：(Electromagnetic compatibility)电磁兼容性 EMI： (Electromagnetic interference) 电磁干扰 EMS：(Electromagnetic Susceptibility) 电磁敏感度 RE：（Radiated emission）辐射骚扰 CE：（Conducted emission）传导骚扰 CS：（Conducted Susceptibility）传导骚扰抗扰度 RS：（Radiated Susceptibility）射频电磁场辐射抗扰度 ESD： (Electrostatic discharge) 静电放电 EFT/B： (Electrical fast transient burst) 电快速瞬变脉冲群 Surge ：浪涌
EMC基本原理及 PCB的EMC设计
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EMC基本原理及PCB的EMC设计
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1EMC基本原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1EMC的定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2EMC研究的目的和意义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3EMC的主要研究内容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.4EMC三要素及对策 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4.1EMC三要素 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4.2EMC对策 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
pcb设计emc注意事项
pcb设计emc注意事项在PCB设计中，EMC（电磁兼容性）是一个非常重要的问题。
如果我们不遵守EMC的规则，可能会导致电磁干扰，影响系统的性能并且可能引起故障。
因此，我们需要注意以下几个方面来确保PCB设计的EMC符合标准。
1. 布局设计在PCB布局中，我们应该尽量避免信号线路过于密集、及时引出接地线和电源线。
尤其是高速信号线路，为了减少反射和串扰，需要增加地线和电源线的数量，保证足够的电容来滤波。
同时，我们需要遵守信号层和地层的交错设计原则，避免信号走线过长，避免线原本的混杂等问题。
2. 射频特性射频电路通常会存在连续谐振和杂波辐射等问题，具有射频特性的器件应按物理原理选择最合适的形状和布线方案，使得射频电路的电源和地线短而连续，并注意防止各种谐振和共振现象的产生。
3. 屏蔽为了防止EMC问题，我们需要在PCB设计过程中适当采用屏蔽措施。
通常是采用金属板或金属盖来屏蔽有害电磁波。
可以使用静电屏蔽材料，以带电荷浸润表面，将静电感应在外围进行分散。
屏蔽材料需要与地面、金属板或金属盖牢固连接，以形成一个封闭的电磁屏蔽环境。
4. 接地并非所有的接地都是完美的，因为各种类型的地电位将磁场成分转移到其它电路的环境中。
近年来，接地方案的选择尤为重要，选择合适的接地方法可以有效减少 PCB 设计的干扰和抗干扰性能。
5. 模拟和数字电路的分离在PCB设计中需要注意分离模拟和数字电路，并合理安排它们的布局。
分离可以避免数字信号对于高分辨率模拟电路的干扰，同时也提高了同步速度和减小噪音，提高调整范围。
需要注意的是，以上几点只是基本原则，具体操作上还应根据具体的电路原理图进行设计。
这些EMC注意事项，细节较多，涉及面还很大，需要进行系统的设计、仿真和优化。
在多年的EMC工作中，我们一直坚持勤奋学习，大力推进EMC技术研究和应用实践，分享数据和信息，积极开展国际合作，在全球范围内推动EMC技术的进步和应用发展。
PCB的EMC设计经验
化二谈论PCB的EMC经验作者：化二为一未经作者同意，严禁转播1、PCB设计的EMC思想根据化二为一从事硬件、EMC、PCB设计的多来积累的经验来看，要设计出一块EMC、SI性能优越的PCB板，难度不大，但是PCB 工程师必须在PCB设计深深地融入如下思想与意识，或者说要敬畏如下规则：（1）“回流路径”要控制信号从本质上说，就是环路，即从源到目标（信号线），然后返回到源（返回路径），否则就形成不了信号或电磁干扰（基尔霍夫定理）。
信号或电流从最低阻抗的路径返回到源，由于回流路径（电源平面）存在ESL、ESR，导致低频信号、高频的返回路径迥然不同：A、如果返回路径的阻抗大于377欧，信号就会通过空间返回（形成对外的电磁干扰）；B）如果信号线与其返回路径形成的“环路”面积过大，就容易向外辐射电磁干扰，或接收到外部的电磁场（法拉第电磁感应原理），也就是说，该信号的抗干扰（如静电ESD、辐射抗扰度RS）性能差，对外的电磁骚扰过大（RE）；C）多条信号的返回路径相同，会形成串扰（相互干扰）；D）信号环路的增大，其ESL相应增加，导致信号产生振荡、过冲等信号完整性问题。
（2）“特征阻抗”不能突变作为PCB或硬件工程师，一定要有如下思想：“特征阻抗”是什么？哪些因素影响“特征阻抗”？“特征阻抗”变化会给EMC与SI带来什么危害？（3）识别与控制PCB板上的电磁干扰A）PCB板上的电磁干扰源有哪些？（电流或电压急剧变化部件，如晶振、总线驱动器、开关电源，以及外部线缆的连接端口、电源输入）；B）PCB板上的敏感器件或走线有哪此？（低压CPU、晶振、复位信号、开关控制信号、A\D芯片）；C）控制电磁干扰的流向让电磁干扰尽可能的低阻抗返回到源：如将外部线缆耦合到的电磁干扰，低阻抗的返回到大地，避免其流向敏感电路或器件；规避晶振的高速谐波通过空间或其他信号线返回到源；通过高频滤波电容，控制逻辑器件开关切换时产生的同步开关噪声，防止其干扰共用电源系统的其他器件工作。
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EMC防护电路PCB设计
快速ESD 脉冲可能在电路板上相邻(平行)导线间产生感应电压。
如果上述情况发生，由于将不会得到保护，因此感应电压路径将成为另一条让浪涌到达
IC 的路径。
因此，被保护的输入线不应该被放置在其它单独、未受保护的走线
旁边。
推荐的ESD 抑制器件PCB 布局方案应该是：应尽可能的滤除所有的
I/O 口的干扰信号，靠近连接器/触点PCB 侧。
布线时，尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相
互间的电磁干扰;输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。
最好加线间地线，
以免发生反馈藕合。
在使用TVS 二极管保护ESD 损害的同时，必须配合合理的PCB 布局。
首先是要避免自感。
对于ESD 这样巨变突发的脉冲，很可能会在回路中引起寄生自感，进而对回路形成强大的电压冲击，并可能超出IC 的承受极限而造成
损伤。
负载产生的自感电压与电源变化强度成正比，ESD 冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。
减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路，必须考虑
到包括接地回路、TVS 和被保护线路之间的回路以及由接口到TVS 的通路等所有因素。
所以TVS 器件应与接口尽量接近，与被保护线路尽量接近，这样才
会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。
综上所述，在布线时，应遵循以下原则：
1.差分信号线要尽可能的短以减小PCB 走线上的分布电容，并一直保持平行、等长、线间距为一倍线宽，并尽量采取包地措施;
2.连接到TVS 两端的PCB 走线要保证大于10mil 以防止浪涌产生的过电流烧坏印制线;
3.避免在保护线路附近走比较关键的信号线;。