PCB电路板的EMI设计规范步骤

PCB电路板的EMI（电磁干扰）设计规范步骤是在PCB设计过程中极其重要的一环，它直接关系到电子设备的电磁兼容性能。EMI设计规范的目的是为了确保电路板在运行中不产生过度的电磁干扰，同时也确保电路板能够抵御外界电磁干扰的影响。对于电源开发者而言，提前进行EMI设计可以大幅度节省后期整改EMI问题所花费的时间和成本。 EMI设计规范要求设计工程师在电路板的各个IC的电源PIN处配置适当的去耦电容，通常是每个PIN配置一个0.1μF的电容。对于BGA封装的芯片，需要在其四角分别配置0.1μF和0.01μF的电容，共八个。这样做可以为IC提供稳定的电源，同时降低电源平面和地平面之间的干扰。 在走线方面，尤其是涉及电源的走线，必须加上适当的滤波电容，比如VTT（终端电压调节器）的走线。这样的设计不仅可以提升电路的稳定性，还能减少EMI。 时钟线的设计是EMI设计规范中的重点之一。建议先布设时钟线，这是因为它通常频率较高，对EMI的影响较大。对于频率大于或等于66MHz的时钟线，建议每条线通过的过孔数不超过两个，平均数不超过1.5个。对于频率小于66MHz的时钟线，每条线通过的过孔数不超过三个，平均数不超过2.5个。如果时钟线长度超过12英寸，且频率大于20MHz，过孔数同样不应超过两个。对于有过孔的时钟线，在其相邻的第二层（地层）和第三层（电源层）之间应添加旁路电容，以保证时钟线换层后参考层的高频电流回路连续。旁路电容的位置应靠近过孔，并与过孔的间距不超过300MIL（1MIL约等于0.0254mm）。所有时钟线原则上不应穿岛，即不应穿过电源岛或地岛。若条件限制必须穿岛，时钟频率大于等于66MHz的线路不允许穿岛，而频率小于66MHz的线路则应在穿岛处添加去耦电容。 对于I/O口的处理，同样需要特别注意，I/O口需要和I/O地尽可能靠近。在I/O口的电路中增加EMI器件时，应尽量靠近I/O Shield。各I/O口的分组应该按照规范执行，比如PS/2、USB、LPT、COM、SPEAKER OUT、GAME等接口共用一块地，其最左端和最右端与数字地相连，宽度不小于200MIL或者三个过孔，其他部分则不应与数字地相连。I/O口的电源层与地层需要单独划岛，并确保顶层和底层都铺地，信号线不允许穿岛。 针对EMI设计规范，设计工程师必须严格遵守。EMI工程师负责检查规范执行情况，并对违规导致EMI测试失败的情况负责。EMI工程师还需不断优化规范，并对每一个外设口进行EMI测试以确保没有遗漏。此外，设计工程师有权提出对规范的修改建议，而EMI工程师有责任通过实验验证这些建议并将其纳入规范。 EMI工程师应当致力于降低EMI设计成本，并尽量减少磁珠等元件的使用数量。这一目标的达成是通过不断实验和优化设计来实现的。良好的EMI设计可以减少电路板对其他设备的干扰，同时提升设备的稳定性和可靠性，是电子工程师必须掌握的重要技能之一。