【EMC电磁兼容】02.05——PCB图的实战落地细节之布局

首先我们需要知道，原理图设计后，针对PCB设计技巧，有什么是比较重要的：

• 好的叠层结构
• 布线前有好的电气架构设计

小小编觉得可能大部分layout工程师并不会特意的说是针对电磁兼容设计去布局布线，首要肯定是功能上的需求：有质量的布通。

整体上来说是从三点来看电气架构设计：

电源完整性：

• ​ 滤波处理（噪声的扩散–串扰）
• ​ 去耦处理、压差、谐振分析（避免噪声的过大）

信号完整性：

• ​ 匹配（避免噪声过大）
• ​ 串扰抑制、时序分析、损耗分析

电磁兼容性：

• ​ 防护滤波（噪声的扩散–串扰）
• ​ 保护敏感体（隔离、屏蔽、避免串扰过大）

一、PCB叠层

好的叠层在PCB的回路上（差模发射）以及连接板的电缆上（共模发射）产生的辐射都最小。

关于电路板的叠层，有以下四个因素：

• 层数
• 平面的类型和数量（电源/地）
• 层的次序
• 层间距

因此，设计使用多层板时，应注意以下几点：

• 信号层应与参考平面相邻,且与相邻平面紧密耦合；
• 电源层应与接地平面紧密耦合（即层间距小），且一般内缩20H；

如果实在空间紧张，可以在板边打两排地孔，电源平面内缩到两排地孔之内。特殊情况也要保证内缩到第一排地孔之内。

• 多层接地平面有利于降低参考平面的阻抗，减小共模辐射；
• 当在多层同时布局布线关键信号时，它们应该被限制在与同一平面相邻的两层上；
• 实际设计时，还要考虑成本、布线难易、信号回流、系统频率、屏蔽和开发进度时间等实际情况。

二、PCB布局

关于PCB布局布线三个目的：

1. 控制噪声（抑制噪声源）
2. 控制串扰的发生或者过大（抑制耦合路径）
3. 保护敏感体（防止被干扰引发性能降级）

根据三个目的，有布局三原则：

第一个优先顺序原则

• 芯片的去耦优先级高于串阻及外围控制配置器件
• 先防护后滤波
• 强噪声高于低噪声

第二个布局方向原则

• 板内以芯片为中心，以外围电路为郊区（距离芯片越近的靠近芯片放置）
• 接口侧以接口为中心，以外围器件为郊区（距离接口越近的靠近接口放置）

第三个同类相吸，异类分开

• 属于同类元器件最好放置在一起，减小电流环路面积
• 不属于同类的元器件，最好拉大距离（强弱噪声电路之间）

那么我们有什么实际PCB设计技巧呢？

• 高频信号远离IO口；
• PCB叠层设计
• 去耦电容布局近
• 防护滤波原则：先防护后滤波隔离 等
• 产品的电源端口的防护滤波布局，如果空间允许，建议一字型排布局
• TVS管、高频电容远离内电路
• 针对控制信号的防护滤波处理方法（防止静电设计，滤波来自驱动信号的噪声）等

对于PCB来说，首要的就是器件布局，合理的布局可以最小化布线长度，提高信号质量，最小化寄生耦合，并且减少PCB的发射和敏感性。关于布局的注意点如下，也可参考下图的例图：

• 高速逻辑和存储器IC不应位于I/O区附近；
• 晶体或高速振荡器应位于使用它们的IC附近；
• I/O驱动器应靠近连接器；
• 低频模拟电路或音视频电路应接近I/O区而不必通过电路板的高频数字区。

高频电路产生的高频电磁场很容易耦合到I/O连接器。因此，如果电路板的尺寸允许，那么至少这两部分电路应尽量分开布局，且关键信号应远离电路板的边缘。

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最后

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