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PCB板层布局与EMC

✪关键电源平面与其对应的地平面相邻电源、地平面存在自身的特性阻抗，电源平面的阻抗比地平面阻抗高，将电源平面与地平面相邻可形成耦合电容，并与PCB板上的去耦电容一起降低电源平面的阻抗，同时获得较宽的滤波效果。通过研究发现，门的反转能量首先由电源与地平面之间的电容来提供，其次才由去耦电容决定。

✪参考面的选择应推荐地平面电源、地平面均能用作参考平面，且有一定的屏蔽作用。但相对而言，电源平面具有较高的特性阻抗，与参考电平存在较大的电位差。从屏蔽角度考虑，地平面一般均作接地处理，并作为基准电平参考点，其屏蔽效果远远优于电源平面。

✪相邻层的关键信号不跨分割区这样将形成较大的信号环路，产生强的辐射和敏感度问题。

✪元件面下面有相对完整的地平面对多层板必须尽可能保持地平面的完整，通常不允许有信号线在地平面上走线。当走线层布线密度太大时，可考虑在电源平面的边缘走线。

✪高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面这样设计的信号线与地线间的距离*为线路板层间的距离，高频电路将选择环路面积**小的路径流动，因此实际的电流总在信号线正下方的地线流动，形成**小的信号环路面积，从而减小辐射。

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PCB多层板LAYOUT设计规范之二十一：

187.电子设备内部的电源分配系统是遭受ESD电弧感性耦合的主要对象，电源分配系统防ESD措施：1将电源线和相应的回路线紧密绞合在一起；2在每一根电源线进入电子设备的地方放一个磁珠；3在每一个电源管脚和紧靠电子设备机箱地之间放一个瞬流抑制器、金属氧化压敏电阻(MOV)或者1kV高频电容；4比较好在PCB上布置专门的电源和地平面，或者紧密的电源和地栅格，并采用大量旁路和去耦电容。

188.在接收端放置串联的电阻和磁珠，对易被ESD击中的电缆驱动器，也可在驱动端放置串联的电阻或磁珠。 

189.在接收端放置瞬态保护器。1用短而粗的线(长度小于5倍宽度，比较好小于3倍宽度)连接到机箱地。2从连接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态保护器，然后才能接电路的其它部分。

190.在连接器处或者离接收电路25mm(1.0英寸)的范围内，放置滤波电容。1用短而粗的线连接到机箱地或者接收电路地(长度小于5倍宽度，比较好小于3倍宽度)。2信号线和地线先连接到电容再连接到接收电路。

191.金属机箱上，开口最大直径≤λ/20，λ为机内外比较高频电磁波的波长；非金属机箱在电磁兼容设计上视同为无防护。 软硬结合板厂隔离方法包括：屏蔽其中一个或全部屏蔽、空间远离、地线隔开。

PCB多层板LAYOUT设计规范之三：

19.在正式布线之前，首要的一点是将线路分类。主要的分类方法是按功率电平来进行，以每30dB功率电平分成若干组

20.不同分类的导线应分别捆扎，分开敷设。对相邻类的导线，在采取屏蔽或扭绞等措施后也可归在一起。分类敷设的线束间的**小距离是50~75mm

21.电阻布局时，放大器、上下拉和稳压整流电路的增益控制电阻、偏置电阻（上下拉）要尽可能靠近放大器、有源器件及其电源和地以减轻其去耦效应（改善瞬态响应时间）。

22.旁路电容靠近电源输入处放置

23.去耦电容置于电源输入处。尽可能靠近每个IC

24.PCB基本特性阻抗：由铜和横切面面积的质量决定。具体为：1盎司0.49毫欧/单位面积电容：C=EoErA/h，Eo：自由空间介电常数，Er：PCB基体介电常数，A：电流到达的范围，h：走线间距电感：平均分布在布线中，约为1nH/m盎司铜线来讲，在0.25mm(10mil)厚的FR4碾压下，位于地线层上方的）0.5mm宽，20mm长的线能产生9.8毫欧的阻抗，20nH的电感及与地之间1.66pF的耦合电容。

PCB四层板的叠层

1.SIG－GND(PWR)－PWR(GND)－SIG；

2.GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND；

以上两种叠层设计，潜在的问题是对于传统的1.6mm（62mil）板厚。层间距将会变得很大，不仅不利于控制阻抗，层间耦合及屏蔽；特别是电源地层之间间距很大，降低了板电容，不利于滤除噪声

第一种方案，通常应用于板上芯片较多的情况。此方案可得到较好的SI性能，对于EMI性能来说并不是很好，主要要通过走线及其他细节来控制。注意：地层放在信号**密集的信号层的相连层，利于吸收和抑制辐射；增大板面积，体现20H规则。

第二种方案，应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层，中间两层均为信号/电源层。信号层上的电源用宽线走线，这可使电源电流的路径阻抗低，且信号微带路径的阻抗也低，也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看，是现有的比较好4层PCB结构。

注意：中间两层信号、电源混合层间距要拉开，走线方向垂直，避免出现串扰；适当控制板面积，体现20H规则；如要控制走线阻抗，上述方案要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜的下边。另外，电源或地层上的铺铜之间尽可能地互连一起，以确保DC和低频的连接性 来了!PCB多层板解析!欢迎来电咨询。

PCB多层板LAYOUT设计规范之二十五-机壳：

214.孔径≤20mm以及槽的长度≤20mm。相同开口面积条件下，优先采取开孔而不是开槽。

 215.如果可能，用几个小的开口来代替一个大的开口，开口之间的间距尽量大。

216.对接地设备，在连接器进入的地方将屏蔽层和机箱地连接在一起；对未接地(双重隔离)设备，将屏蔽材料同开关附近的电路公共地连接起来。

 217.尽可能让电缆进入点靠近面板中心，而不是靠近边缘或者拐角的位置。 

218.在屏蔽装置中排列的各个开槽与ESD电流流过的方向平行而不是垂直。 

 219.在安装孔的位置使用带金属支架的金属片来充当附加的接地点，或者用塑料支架来实现绝缘和隔离。

220.在塑料机箱上的控制面板和键盘位置处安装局部屏蔽装置来阻止ESD： 

221.电源连接器和引向外部的连接器的位置，要连接到机箱地或者电路公共地。

222.在塑料中使用聚酯薄膜/铜或者聚酯薄膜/铝压板，或者使用导电涂层或导电填充物。

223.在铝板上使用薄的导电铬化镀层或者铬酸盐涂层 ，但不能采用阳极电镀。

224.在塑料中要使用导电填充材料。注意铸型部件表面通常有树脂材料，很难实现低电阻的连接。 

225.在钢材料上使用薄的导电铬酸盐涂层。 专业PCB多层板压合制程，欢迎来电咨询。pcb加工设计

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PCB多层板LAYOUT设计规范之十五：

122.电路周围设置一个环形地防范ESD干扰：1在电路板整个四周放上环形地通路；2所有层的环形地宽度>2.5mm (0.1英寸)；3每隔13mm(0.5英寸)用过孔将环形地连接起来；4将环形地与多层电路的公共地连接到一起；5对安装在金属机箱或者屏蔽装置里的双面板来说，应该将环形地与电路公共地连接起来；6不屏蔽的双面电路则将环形地连接到机箱地，环形地上不涂阻焊剂，以便该环形地可以充当ESD的放***，在环形地(所有层)上的某个位置处至少放置一个0.5mm宽(0.020英寸)的间隙，避免形成大的地环路；7如果电路板不会放入金属机箱或者屏蔽装置中，在电路板的顶层和底层机箱地线上不能涂阻焊剂，这样它们可以作为ESD电弧的放***。

123.在能被ESD直接击中的区域，每一个信号线附近都要布一条地线。

124.易受ESD影响的电路，放在PCB中间的区域，减少被触摸的可能性

125.安装孔的连接准则：可以与电路公共地连接，或者与之隔离。1金属支架必须和金属屏蔽装置或者机箱一起使用时，要采用一个0Ω电阻实现连接。2.确定安装孔大小来实现金属或者塑料支架的可靠安装，在安装孔顶层和底层上要采用大焊盘，底层焊盘上不能采用阻焊剂，并确保底层焊盘不采用波峰焊工艺焊接 pcb加工设计

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