1、為什么要對產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計？

答：滿足產(chǎn)品功能要求、減少調(diào)試時間，使產(chǎn)品滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，使產(chǎn)品不會對系統(tǒng)中的其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。

2、對產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計可以從哪幾個方面進行？

答：電路設(shè)計（包括器件選擇）、軟件設(shè)計、線路板設(shè)計、屏蔽結(jié)構(gòu)、信號線/電源線濾波、電路的接地方式設(shè)計。

3、在電磁兼容領(lǐng)域，為什么總是用分貝（dB）的單位描述？

答：因為要描述的幅度和頻率范圍都很寬，在圖形上用對數(shù)坐標(biāo)更容易表示，而dB 就是用對數(shù)表示時的單位。

4、一個剛涉足PCB設(shè)計的新手，想請教一下，要想做好PCB設(shè)計應(yīng)該多多掌握哪方面的知識?另外，在PCB設(shè)計中遇到的關(guān)于安規(guī)方面的知識一般在哪里能找到?盼望您 的指點，不勝感激!

答：對于PCB設(shè)計應(yīng)該掌握：

① 熟悉與掌握相關(guān)PCB設(shè)計軟件，如POWERPCB/CANDENCE等；

② 了解熟悉所設(shè)計產(chǎn)品的具體架構(gòu)，同時熟悉原理圖電路知識，包含數(shù)字與模擬知識；

③ 掌握PCB加工流程、工藝、可維護加工要求；

④ 掌握PCB板高速信號完整性、電磁兼容(emi與ems）、SI、PI仿真設(shè)計等相關(guān)的知識；

⑤ 如果相關(guān)工作涉及射頻，還需掌握射頻知識；

⑥ 對于PCB設(shè)計地的安規(guī)知識主要看GB4943或UL60950，一般的絕緣間距要求通過查表可以得到！

5、電磁兼容設(shè)計基本原則

答：電子線路設(shè)計準(zhǔn)則電子線路設(shè)計者往往只考慮產(chǎn)品的功能，而沒有將功能和電磁兼容性綜合考慮，因此產(chǎn)品在完成其功能的同時，也產(chǎn)生了大量的功能性騷擾及其它騷擾。

而且，不能滿足敏感度要求。電子線路的電磁兼容性設(shè)計應(yīng)從以下幾方面考慮：

元件選擇在大多數(shù)情況下，電路的基本元件滿足電磁特性的程度將決定著功能單元和最后的設(shè)備滿足電磁兼容性的程度。選擇合適的電磁元件的主要準(zhǔn)則包括帶外特性和電路裝配技術(shù)。

因為是否能實現(xiàn)電磁兼容性往往是由遠離基頻的元件響應(yīng)特性來決定的。而在許多情況下，電路裝配又決定著帶外響應(yīng)（例如引線長度）和不同電路元件之間互相耦合的程度。具體規(guī)則是：

① 在高頻時，和引線型電容器相比，應(yīng)優(yōu)先選用引線電感小的穿心電容器或支座電容器來濾波。

② 在必須使用引線式電容時，應(yīng)考慮引線電感對濾波效率的影響。

③ 鋁電解電容器可能發(fā)生幾微秒的暫時性介質(zhì)擊穿，因而在紋波很大或有瞬變電壓的電路里，應(yīng)該使用固體電容器。

④ 使用寄生電感和電容量小的電阻器。片狀電阻器可用于超高頻段。

⑤ 大電感寄生電容大，為了提高低頻部分的插損，不要使用單節(jié)濾波器，而應(yīng)該使用若干小電感組成的多節(jié)濾波器。

⑥ 使用磁芯電感要注意飽和特性，特別要注意高電平脈沖會降低磁芯電感的電感量和在濾波器電路中的插入損耗。

⑦ 盡量使用屏蔽的繼電器并使屏蔽殼體接地。

⑧ 選用有效地屏蔽、隔離的輸入變壓器。

⑨ 用于敏感電路的電源變壓器應(yīng)該有靜電屏蔽，屏蔽殼體和變壓器殼體都應(yīng)接地。

⑩ 設(shè)備內(nèi)部的互連信號線必須使用屏蔽線，以防它們之間的騷擾耦合。

? 為使每個屏蔽體都與各自的插針相連，應(yīng)選用插針足夠多的插頭座。

6、我現(xiàn)在在對外殼有一圈金屬裝飾件的機器做靜電測試，測試中遇到：接觸放電4k時32k晶振沒問題，空氣放電8k停振的問題，如何處理？

答：有金屬的話，空氣放電和接觸放電效果差不多，建議你在金屬支架上噴絕緣漆試試。

7、PCB設(shè)計中如何解決高速布線與EMI的沖突？

答：因EMI所加的電阻電容或ferrite bead， 不能造成信號的一些電氣特性不符合規(guī)范。

所以， 最好先用安排走線和PCB疊層的技巧來解決或減少EMI的問題， 如高速信號走內(nèi)層。最后才用電阻電容或ferrite bead的方式， 以降低對信號的傷害。

8、若干PCB組成系統(tǒng)，各板之間的地線應(yīng)如何連接？

答：各個PCB板子相互連接之間的信號或電源在動作時，例如A板子有電源或信號送到B板子，一定會有等量的電流從地層流回到A板子 (此為Kirchoff current law)。

這地層上的電流會找阻抗最小的地方流回去。所以，在各個不管是電源或信號相互連接的接口處，分配給地層的管腳數(shù)不能太少，以降低阻抗，這樣可以降低地層上的噪聲。

另外，也可以分析整個電流環(huán)路，尤其是電流較大的部分，調(diào)整地層或地線的接法，來控制電流的走法(例如，在某處制造低阻抗，讓大部分的電流從這個地方走)，降低對其它較敏感信號的影響。

9、適當(dāng)選擇PCB與外殼接地的點的原則是什么？

答：選擇PCB與外殼接地點選擇的原則是利用chassis ground提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。

例如，通常在高頻器件或時鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將PCB的地層與chassis ground做連接，以盡量縮小整個電流回路面積，也就減少電磁輻射。

10、EMI的問題和信號完整性的問題，是相互關(guān)聯(lián)的，如何在定義標(biāo)準(zhǔn)的過程中，平衡兩者?

答：信號完整性和EMC雖然關(guān)系很強，但是信號完整性一直都沒有特別強制的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。至于信號完整性和EMI兩者如何平衡，這不是測試規(guī)范的事，如果要達到二者平衡，最好在滿足信號完整性的要求下降低信號上升和下降沿。

11、PCB設(shè)計中當(dāng)一塊PCB板中有多個數(shù)/模功能塊時，常規(guī)做法是要將數(shù)/模地分開，原因何在？

答：將數(shù)/模地分開的原因是因為數(shù)字電路在高低電位切換時會在電源和地產(chǎn)生噪聲，噪聲的大小跟信號的速度及電流大小有關(guān)。

如果地平面上不分割且由數(shù)字區(qū)域電路所產(chǎn)生的噪聲較大而模擬區(qū)域的電路又非常接近，則即使數(shù)模信號不交叉， 模擬的信號依然會被地噪聲干擾。

也就是說數(shù)模地不分割的方式只能在模擬電路區(qū)域距產(chǎn)生大噪聲的數(shù)字電路區(qū)域較遠時使用。

12、在高速PCB設(shè)計時，設(shè)計者應(yīng)該從哪些方面去考慮EMC、EMI的規(guī)則呢？

答：一般EMI/EMC設(shè)計時需要同時考慮輻射(radiated)與傳導(dǎo)(conducted)兩個方面. 前者歸屬于頻率較高的部分(>30MHz)后者則是較低頻的部分(<30MHz)。

所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分.一個好的EMI/EMC設(shè)計必須一開始布局時就要考慮到器件的位置， PCB迭層的安排， 重要聯(lián)機的走法， 器件的選擇等， 如果這些沒有事前有較佳的安排， 事后解決則會事倍功半， 增加成本.。

例如時鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對外的連接器， 高速信號盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗匹配與參考層的連續(xù)以減少反射， 器件所推的信號之斜率(slew rate)盡量小以減低高頻成分， 選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時注意其頻率響應(yīng)是否符合需求以降低電源層噪聲。

另外， 注意高頻信號電流之回流路徑使其回路面積盡量小(也就是回路阻抗loop impedance盡量小)以減少輻射. 還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的范圍. 最后， 適當(dāng)?shù)倪x擇PCB與外殼的接地點(chassis ground)。

13、PCB設(shè)計時，怎樣通過安排疊層來減少EMI問題？

答：首先，EMI要從系統(tǒng)考慮，單憑PCB無法解決問題。層疊對EMI來講，我認(rèn)為主要是提供信號最短回流路徑，減小耦合面積，抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合，適當(dāng)比電源層外延，對抑制共模干擾有好處。

14、在做pcb板的時候，為了減小干擾，地線是否應(yīng)該構(gòu)成閉環(huán)形式？

答：在做PCB板的時候，一般來講都要減小回路面積，以便減少干擾，布地線的時候，也不 應(yīng)布成閉合形式，而是布成樹枝狀較好，還有就是要盡可能增大地的面積。

15、PCB設(shè)計中，如何避免串?dāng)_？

答：變化的信號（例如階躍信號）沿傳輸線由A到B傳播，傳輸線C-D上會產(chǎn)生耦合信號，變化的信號一旦結(jié)束也就是信號恢復(fù)到穩(wěn)定的直流電平時，耦合信號也就不存在了，因此串?dāng)_僅發(fā)生在信號跳變的過程當(dāng)中，并且信號沿的變化（轉(zhuǎn)換率）越快，產(chǎn)生的串?dāng)_也就越大。

空間中耦合的電磁場可以提取為無數(shù)耦合電容和耦合電感的集合，其中由耦合電容產(chǎn)生的串?dāng)_信號在受害網(wǎng)絡(luò)上可以分成前向串?dāng)_和反向串?dāng)_Sc，這個兩個信號極性相同；由耦合電感產(chǎn)生的串?dāng)_信號也分成前向串?dāng)_和反向串?dāng)_SL，這兩個信號極性相反。

耦合電感電容產(chǎn)生的前向串?dāng)_和反向串?dāng)_同時存在，并且大小幾乎相等，這樣，在受害網(wǎng)絡(luò)上的前向串?dāng)_信號由于極性相反，相互抵消，反向串?dāng)_極性相同，疊加增強。串?dāng)_分析的模式通常包括默認(rèn)模式，三態(tài)模式和最壞情況模式分析。

默認(rèn)模式類似我們實際對串?dāng)_測試的方式，即侵害網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器由翻轉(zhuǎn)信號驅(qū)動，受害網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器保持初始狀態(tài)（高電平或低電平），然后計算串?dāng)_值。這種方式對于單向信號的串?dāng)_分析比較有效。三態(tài)模式是指侵害網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器由翻轉(zhuǎn)信號驅(qū)動，受害的網(wǎng)絡(luò)的三態(tài)終端置為高阻狀態(tài)，來檢測串?dāng)_大小。

這種方式對雙向或復(fù)雜拓樸網(wǎng)絡(luò)比較有效。最壞情況分析是指將受害網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動器保持初始狀態(tài)，仿真器計算所有默認(rèn)侵害網(wǎng)絡(luò)對每一個受害網(wǎng)絡(luò)的串?dāng)_的總和。這種方式一般只對個別關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)進行分析，因為要計算的組合太多，仿真速度比較慢。

16、在EMC測試中發(fā)現(xiàn)時鐘信號的諧波超標(biāo)十分嚴(yán)重，只是在電源引腳上連接去耦電容。在PCB設(shè)計中需要注意哪些方面以抑止電磁輻射呢？

答：EMC三要素為輻射源、傳播途徑和受害體。傳播途徑分為空間輻射傳播和電纜傳導(dǎo)。所以要抑制諧波，首先看看它傳播的途徑。電源去耦是解決傳導(dǎo)方式傳播，此外，必要的匹配和屏蔽也是需要的。

17、在PCB設(shè)計中，通常將地線又分為保護地和信號地；電源地又分為數(shù)字地和模擬地，為什么要對地線進行劃分？

答：劃分地的目的主要是出于EMC的考慮，擔(dān)心數(shù)字部分電源和地上的噪聲會對其它信號，特別是模擬信號通過傳導(dǎo)途徑有干擾。

至于信號和保護地的劃分，是因為EMC中ESD靜放電的考慮，類似于我們生活中避雷針接地的作用。無論怎樣分，最終的大地只有一個。只是噪聲泄放途徑不同而已。

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