原创 最重要的电磁兼容设计准则

最小化高频电源和信号电流的回路面积

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这个简单的规则是几乎在每个人EMC设计准则的名单里，但它往往被忽视或因为遵循其他准则而被放弃。电路板设计者甚至常常不知道信号电流在哪里流过。数字电路设计者要从信号的角度考虑其电压。而信号完整性和EMC工程师必须从信号的角度考虑其电流。 每一个优秀的电路设计师应该知道信号电流的两件事。

 1.     信号电流总是返回其源头（譬如电流通路总是回路）

 2.     信号电流以最低阻抗的路径为通路。 

在MHz和更高频率，信号电流通路相对容易找到。这是高频时最低阻抗的通路通常是电感最小的通路，而这一般是回路面积最小的的通路。返回电流会尽可能的靠近流出电流。在低频（一般是KHz和KHz以下）时，最小阻抗通路往往是最小电阻的路径。在低频时因为电流返回通路会蔓延开，所以返回通路很难被找到。大电流的返回路径可能会和流出路径相距很远。

不要分割，间隔或切断信号返回平面

当然，也有一些情况下要求在返回平面上合适地方放置一个间隙。但这比较少见，而几乎都要涉及到需要控制低频电流的流动。最安全的法则是给所有的信号电流都提供可靠的回流平面。在您预计低频信号很容易或有能力干扰电路板情况下，用一条不同平面上的走线做为返回通路。一般来说，不要分割，间隔或切断信号的返回平面。如果你确信为了防止低频耦合问题需要间隙，请征求专家的意见。别依赖设计准则或者应用说明也不要尝试按照别人类似的设计来实现自己的设计。

不要把高速电路放在连接器中间在电路板设计过程中，当我们在实验室审查或评估电路时，这是一种最常遇到的问题。很多设计简单的电路板，本该在没有增加任何额外费用或精力的情况下满足EMC要求，但却因为违反了这一简单规则，而需要大量的屏蔽和滤波。 

为什么是连接器的位置如此重要？在频率低于百兆赫时，波长大约是一米或更长。印刷电路板上任何可能的天线的本身电动小，因而效率低下。但是，电缆或其他连接到电路板的装置可以充当相对效率高的天线。走线上的信号电流和平面上的返回电流在平面上的任何两个点之间只会引起很小的电压差。这些电压差一般和平面上的电流成正比关系。当所有的连接器都被置于电路板的边缘时，它们之间的电压往往是微不足道的。但是，连接器之间的高速电路可以很容易地在连接器之间形成几个毫伏或更大的压差。这些电压可以驱动电流到电缆上从而引起辐射超过产品的要求。

控制信号跳变时间

电路板工作在时钟频率100兆赫时应该满足2GHz辐射的要求。一个好的数字信号将会有很高能量的低次谐波，但没有那么大能量的高次谐波。控制高次谐波上的能量的最好方式是控制数字信号的跳变时间。较长的跳变时间对EMC来说要好。但过长的跳变时间可能会导致信号的完整性和发热问题。在工程中必须折中以符合这些矛盾的要求。跳变时间大约为时钟周期的20%时会有相当漂亮的波形，同时也减少了串扰和辐射问题。根据不同的应用，跳变时间可能需要多于或少于时钟周期的20%，但这个值不该是随机的。 

在数字逻辑中有三种常见的控制上升和下降时间的方法。  

 1. 在满足应用要求的前提下，尽可能选用速度慢的逻辑族。

 2. 串接一个电阻或铁氧体到器件的输出。

 3. 把电容并联到器件的输出。

第一个选择通常是最简单和最有效的选择。但是使用电阻或铁氧体会让设计师有更大的控制力并且减少逻辑族随时间改变时的影响（边沿速度会改变）。电容可以从源器件得到更大的高频率电流，但这在大多数情况下是不太恰当的选择。请注意，别试图通过减缓或过滤单端信号的来减阻碍电流的返回路径，这从来都不是个好主意。例如，不应该故意把低速线跨过平面间隙来滤除高频噪音。在看过前两个设计准则后，这点应该是显而易见的。但是，有这一设计缺陷的电路板还是会偶尔出现在我们的实验室里。

翻译改编自:http://pcb1001.blogspot.com/