[PCB] 高速PCB设计EMI避坑指南:5个实战技巧

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领卓打样 发表于 2025-11-10 09:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

  一站式PCBA加工厂家今天为大家讲讲高速PCB设计EMI有什么规则?高速电路PCB设计EMI方法与技巧。在高速PCB设计中,电磁干扰(EMI)的控制至关重要,以下是一些关键的EMI规则及其实践要点:

  高速电路PCB设计EMI方法与技巧

  一、信号走线规则

  屏蔽规则:

  关键高速信号线(如时钟线)需进行屏蔽处理,可在信号线周围设置接地的屏蔽层,或将高速线布置在内部信号层,上下层铺铜接地作为屏蔽。

  建议屏蔽线每1000mil打孔接地,确保屏蔽有效性。

  闭环与开环规则:

  避免高速信号走线形成闭环或开环。闭环会形成环形天线,增加EMI辐射;开环则会导致信号反射和辐射增强。

  若无法避免闭环,可在闭环中添加适当的电阻或电容来破坏其谐振条件,减少电磁辐射。

  特性阻抗连续规则:

  高速信号在层与层之间切换时,必须保证特性阻抗的连续,否则会增加EMI辐射。

  通过合理选择线宽、线厚、介质厚度以及添加合适的端接电阻等方式来保持阻抗匹配。

  布线方向规则:

  相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则,以减少层间电磁耦合,降低EMI。

  顶层采用水平布线,底层采用垂直布线,避免信号在不同层之间形成较大的电磁回路。

  二、拓扑结构规则

  选择合适的拓扑结构:

  菊花链式拓扑结构在一定程度上能控制信号的传输顺序和反射,但对于高速信号可能存在局限性。

  星型拓扑结构在某些情况下能更好地平衡信号传输和EMI控制,需要根据具体电路需求进行选择。

  避免谐振规则:

  检查信号线的长度和信号频率是否构成谐振。当布线长度为信号波长1/4的整数倍时,会产生谐振,导致电磁波辐射和干扰。

  设计时应避免走线长度与信号波长构成谐振关系,可通过蛇形线等方式微调长度以避开谐振点。

  三、回流路径规则

  优化回流路径:

  所有高速信号必须有良好的回流路径。尽可能地保证时钟等高速信号的回流路径最小,否则会极大地增加辐射。

  辐射的大小与信号路径和回流路径所包围的面积成正比,因此必须优化回流路径设计。

  在多层PCB中,可通过过孔将信号层的回流路径与地层连接,确保电流回流顺畅。

  四、器件布局与去耦

  合理布局:

  根据信号电流流向进行合理的布局,可减小信号间的干扰。

  模拟信号易受数字信号的干扰,模拟电路应与数字电路隔开。

  时钟线是主要的干扰和辐射源,要远离敏感电路,并使时钟走线最短。

  大电流、大功耗电路尽量避免布置在板中心区域,同时应考虑散热和辐射的影响。

  去耦电容摆放:

  退耦电容的摆放位置至关重要。摆放不合理的退耦电容根本起不到退耦效果。

  退耦电容应靠近电源管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积应最小,以减少EMI的产生。

  在微处理器周围均匀分布多个小容量退耦电容,能有效滤除芯片工作时产生的高频干扰。

  五、其他EMI抑制措施

  使用差分信号:

  差分信号优先使用,可以降低共模辐射。

  差分对阻抗偏差控制在±5%以内,减少共模噪声。

  接口抑制:

  对高速接口加TVS或共模扼流圈。

  USB、PCIe、Ethernet等接口应增加差分阻抗匹配。

  重要信号使用缓冲或终端电阻。

  接地设计:

  接地设计是减少整板EMI的关键。确定采用单点接地、多点接地或者混合接地方式。

  数字地、模拟地、噪声地要分开,并确定一个合适的公共接地点。

  对于多层板设计,应确保有地平面层,减小共地阻抗。

  关于高速PCB设计EMI有什么规则?高速电路PCB设计EMI方法与技巧的知识点,想要了解更多的,可关注领卓PCBA,如有需要了解更多PCBA打样、PCBA代工、PCBA加工的相关技术知识,欢迎留言获取!


王栋春 发表于 2025-11-10 09:56 | 显示全部楼层
非常不错的经验分享,多谢楼主分享。
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