PCB抄板中EMC设计对元器件的要求

    EMC设计即电磁兼容性设计，是指电子设备或系统在规定的电磁环境下，不因电磁干扰而降低性能指标，同时它们本身产生的电磁辐射不大于限定的极限电平，不影响其它系统的正常运行，并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠工作的目的。在对已有电子实物进行PCB抄板逆向设计的时候，EMC分析必不可少，其中元器件的选用和布局对EMC的影响也很大。因此，在进行PCB抄板EMC设计时，必须要着重考虑元器件的选用和布局问题。专业抄板公司龙人计算机在多年的抄板经验中总结了一下几个注意要点：

1. 元器件的选用

1.1无源元件（主要指电阻和电容）的选择

   无源元件的选择是影响PCB电磁兼容性的主要因素之一。由于每一种元件都有它各自固有的特性，在使用时必须进行正确的选择，才能在电路里发挥其应有的作用。目前使用的元件从结构上都可以分为有引脚和无引脚两种封装，有引脚元件在高频时产生的寄生电感大约是1nH/mm/引脚，引脚的末端电容大约有4pF，而无引脚元件的寄生电感大约是0.5nH，末端电容大约是0.3pF。因此，从电磁兼容的角度看，无引脚的表贴元件的抗干扰效果要好得多。片式电阻和电容由于其低的寄生参数，在高频时应当是首选。

1.2 集成电路的选择

   因为数字器件的边沿速率是大多数PCB板中产生射频能量的重要原因，所以在数字电路中，只要能完成系统功能，尽量使用边沿速率低的器件。以74系列的芯片为例，74系列芯片的选择见表1。

               表1   74系列的芯片的选择

   由表1可知，如果用74F系列代替74HC系列极有可能产生很大的、频谱很宽的电磁辐射。

   关于封装的问题，应当首选表贴器件。这是因为表贴器件有更小的安装面积和更低的安装位置，因而有更好的电磁兼容性。假如一种电路有几种表贴封装，那么应当选择VCC和GND最靠近的一种，这样去耦的效果最好。

2.元器件的布局

   所谓布局就是把电路图上所有的元器件都合理地安排到有限面积上。元器件的位置安排必须同时兼顾到布线的布通率和电气性能的最优化，显然布局的合理程度直接影响布线的成功率，以及今后的生产工艺和造价等多方面因素。这种兼顾往往是对设计师的水平和经验的挑战。

2.1确定PCB的尺寸

   （1）板层的确定。在双面板上电源线和地线平行布放时可以形成一个PCB电容，可以达到去耦（即防止器件的信号耦合到电源）的效果；而在多层板中电源面和接地面形成一个PCB电容，它等效于一个均匀分布在整个板上的去耦电容，去耦效果远远大于双面板，没有一个单独的分立元件的电容有这个优良的特性。如果单从电磁兼容性设计方面考虑，多层板（4层、6层及8层）方案在尺寸、噪声和性能方面比双面板具有明显优势，经济能力允许的话采用多层板可以减小电源与地的容生电感。

   （2）面积的确定。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。所以当空间位置较富余时应尽量选择小面积的PCB，但还要充分考虑到元器件的散热和邻近走线易受干扰等因素。电路板的最佳形状为矩形，长宽比为3∶2或4∶3。电路板面尺寸大于200mm×150mm时．应考虑电路板所受的机械强度。

2.2确定特殊元器件的位置

   为了满足PCB板的电磁兼容性要求，元器件在PCB上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题，特别是一些特殊元器件。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。易受干扰的元器件不能相互挨得太近。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。质量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。发热量多的元器件，应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

2.3根据电路的功能单元对电路的全部元器件进行布局

   （1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

   （2）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

   （3）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。

   （4）位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。