PCB-LAYOUT-EMC技術简介-2003

### PCB-LAYOUT-EMC技术简介 #### 一、引言与EMC基本定义 《PCB-LAYOUT-EMC技术简介》是一份详细介绍印刷电路板（PCB）设计技术如何满足电磁兼容性（EMC）要求的专业资料。这份资料由Raymond Chang编辑整理，并在Foxconn EMC实验室出版。它涵盖了EMC的基础知识、PCB设计的基本概念、旁路及去耦合技术、时钟电路设计、输入输出连接设计等多个方面。 - **基本定义**：EMC是指设备或系统在其电磁环境中能够正常工作且不会对环境中的任何其他设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC包含两个方面： - Emission（幅射）：指设备产生的电磁干扰，特别是辐射和传导的射频干扰（RFI）。 - Susceptibility（容忍度）：设备对电磁干扰的敏感程度，如静电放电（ESD）等高压事件的影响。 #### 二、北美及全球EMC规范需求 - **北美规范需求**：包括美国联邦通信委员会（FCC）、加拿大工业部（IC）等机构制定的标准，这些标准规定了不同类别产品必须达到的EMC要求。 - **全球规范需求**：国际上通行的标准主要包括IEC（国际电工委员会）系列标准，如IEC 61000系列，这些标准被广泛采用以确保产品在全球市场的一致性和互操作性。 #### 三、印刷电路板基本概念 - **层堆叠分配**：介绍如何合理规划多层PCB的层结构，包括电源层、信号层、接地层等的设计策略。 - **20H规则**：一种设计指导原则，用于减少高频信号在PCB上的辐射和串扰，通过保持信号线与其回流路径之间的距离不超过20倍的信号线厚度。 - **接地方式**：讨论不同类型的接地方法及其在EMC设计中的应用，例如单点接地、多点接地等。 - **映像平面层（Image Plane）**：介绍如何利用额外的平面层来模拟接地层的作用，以改善高频信号的性能。 - **分割（Partitioning）**：介绍如何通过物理分割PCB来隔离不同的功能区域，减少不同信号之间的干扰。 #### 四、旁路及去耦合 - **旁路电容**：探讨如何正确选择和布置旁路电容以滤除电源噪声，保证电路稳定运行。 - **去耦合**：强调去耦合技术的重要性，特别是在高速数字电路中，以减少电源电压波动和信号干扰。 #### 五、时钟电路设计 - **时钟信号布局**：介绍时钟信号布线的最佳实践，包括避免环形布线、控制时钟信号的传输延迟等。 - **阻抗匹配**：讨论如何通过匹配传输线的阻抗来减少信号反射和失真。 - **去耦合电容的选择**：给出计算去耦合电容值的方法，以确保电源稳定性。 #### 六、输入输出及内部连线设计 - **隔离与分割**：介绍如何通过物理隔离和分割技术来减少不同功能模块之间的相互干扰。 - **滤波与接地**：探讨在I/O接口处使用滤波器和接地技术以提高EMC性能的方法。 - **区域网络I/O布局**：提供针对特定应用领域（如局域网）的I/O布局指南。 #### 七、主板及附属卡设计 - **路徑与分割**：阐述主板设计中的路由和分割策略，以优化信号完整性和EMC性能。 - **背板结构**：介绍背板设计的基本原理和技术要点，确保良好的电气连接和信号完整性。 #### 八、额外设计技巧 - **转角布线**：介绍如何通过改变转角角度来减少信号反射和提高EMC性能。 - **散热片接地**：提供散热片正确接地的方法，以减少电磁干扰。 - **薄膜基板**：探讨使用薄膜基板作为特殊应用（如柔性电路）的优势和挑战。 该资料不仅适合PCB设计工程师作为入门学习材料，也为已经具备一定经验的工程师提供了深入研究的方向和参考资料。通过阅读本书，读者可以全面了解如何设计出既满足功能性要求又具有良好EMC性能的印刷电路板。