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[摘 要] 从印制电路板（PCB）设计工作的实际出发，分析PCB设计中引起电磁干扰的原因，从屏蔽设计、滤波设计与接地设计等多方面，探讨PCB设计中电磁感染的抑制措施。
[关 键 词] PCB设计；电磁干扰；原因；抑制措施
[中图分类号] O441 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）22-0083-01
科学技术的不断发展，使电子产品大面积普及，产品类型大幅度创新，产品性能不断优化。印制电路板（PCB）在电子产品中发挥着无可替代的作用，而电磁兼容性是电子产品所具备的一种性能，在电子产品工作过程中，PCB板及其具备的电磁兼容性能为电子产品的正常工作提供保障，但也容易产生电磁干扰问题。电磁干扰是指影响系统或电子产品正常工作的杂波信号，是电子产品或系统在自身环境下正常工作对同一环境下的其他设备运行造成干扰。综合分析PCB设计的规范要求，对PCB设计中的电磁干扰问题利用科学方法予以抑制，对保障电子产品或系统的正常稳定工作有利。
一、PCB设计中引起电磁干扰的原因分析
电磁干扰（EMI）是指影响系统或电子产品正常工作的杂波信号；而传导或辐射的电磁干扰源、敏感部件与耦合路径是形成电磁干扰的必备元素。根据电磁场的基本理论分析电子产品或系统的工作可知，如果电子产品或系统的PCB印制线或外部传输线中存在射频（RF）电流，则电子产品或系统工作过程中，在返回路径的作用下，电子产品或系统会因电流从电流源流到负载后返回电流源而形成闭合电流环路，进而在电子产品或系统工作时，产生磁场及辐射电场。由此分析PCB设计中引起电磁干扰的原因可知，PCB设计中引起电磁干扰的主要原因是残余RF电流（见下图），而残余RF电流的产生主要是由于PCB印制线与返回路径有一定间距，导致在电子产品或系统正常工作过程中，返回结构与磁场间无法实现100%的磁通耦合，从而产生参与RF电流。
二、PCB设计中电磁干扰的抑制措施
（一）屏蔽设计
电磁干扰问题的抑制对PCB设计的优化及电子产品或系统的正常工作具有重要意义，而屏蔽设计是通过空间传播电磁干扰的有效抑制手段。利用屏蔽设计进行PCB设计中电磁干扰问题的抑制，不仅能防止外来辐射电磁能量进入内部控制区，而且在电子产品或系统工作过程中，对内部辐射电磁能量外泄出控制区域这一现象也具有限制作用。
磁场屏蔽与电场屏蔽等方式是采用屏蔽设计抑制PCB设计中电磁干扰的有效方式，而不同屏蔽方式在抑制原理与效果等方面有着明显差异。磁场屏蔽主要是屏蔽直流或低频场，而采用磁场屏蔽方式抑制PCB设计中的电磁干扰问题，需要在PCB设计中尽量让缝隙或接风口顺沿电磁线方向并呈条形；利用屏蔽体厚度的增加与高导磁率材料的使用对印制电磁板中屏蔽体的磁阻予以减小；通过采用双层磁屏蔽体结构对强电场进行屏蔽；让屏蔽体与被屏蔽设备之间保持距离，最终达到抑制PCB设计中电磁干扰的目的。电场屏蔽是抑制PCB设计中电磁干扰问题的重要屏蔽方式，而采用电厂屏蔽进行电磁干扰抑制时，可对屏蔽板的材料与形状进行优化，让屏蔽金属板与受保护设备尽可能贴近，或是使用带缝隙的屏蔽罩与全封装的金属盒，从而实现对PCB设计中电磁干扰的有效抑制。
（二）滤波设计
对PCB设计中的电磁干扰问题，滤波设计也是抑制电磁干扰的有效手段。磁性元件与EMI滤波器是利用滤波抑制电磁干扰不可缺少的器件。在PCB设计过程中，利用扁平磁夹子或磁珠等磁性元件形成电磁干扰抑制器件，有助于抑制PCB设计中的电磁干扰。在PCB设计中，使用EMI滤波器的目的是对电路板或系统内外的电源进行隔离，而滤波器接入端的阻抗大小是选取EMI滤波器的重要依据，EMI滤波器在印制电路板中具有输出或输入滤波两种作用。若电源线两端都是低电阻，则为了更好地抑制PCB设计中的电磁感染，可采用T型滤波器进行印制电路板设计；若电源线两端都是高阻，则印制电路板设计中可选用II型滤波器与穿心电容，达到抑制电磁干扰的目的。
（三）接地設计
在印制电路板设计中，良好的接地有助于减缓电压瞬变，而这也是抑制电磁干扰的有效手段。利用接地设计对PCB设计中电磁干扰进行抑制时，可采用两层地层设计超过25MHz的印制电路板，借助多点接地抑制PCB设计中的电磁干扰。或是在PCB设计中在重要信号线周围加上起到保护作用的地线，在信号换层的过孔附近与高频器件周围放置一些旁路电容，将时钟信号走在信号层，尽量减少印制导线的不连续性，保证跨地信号的最小回流面积以及时钟信号远离输入输出信号的走线区域，从而借助接地设计实现对PCB设计中电磁干扰的有效抑制。
抑制电磁干扰是PCB设计的关键性内容，对电子产品或系统工作的正常性与可靠性有着较大影响。综合分析PCB设计中电磁干扰的形成原因，从印制电路板中屏蔽、滤波与接地等多方面进行优化设计，加强对PCB设计中电磁干扰的抑制，从而保证电子产品或系统的电磁兼容。
参考文献：
[1]王立忠，张伟亮，齐海东，等.PCB板的电磁干扰问题研究[J].吉林师范大学学报，2011（4）：129-131.
[2]于淑芳，朱运航，肖成.通信开关电源电磁干扰抑制技术研究[J].湖南工程学院学报，2010（3）：14-17.
[关 键 词] PCB设计；电磁干扰；原因；抑制措施
[中图分类号] O441 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）22-0083-01
科学技术的不断发展，使电子产品大面积普及，产品类型大幅度创新，产品性能不断优化。印制电路板（PCB）在电子产品中发挥着无可替代的作用，而电磁兼容性是电子产品所具备的一种性能，在电子产品工作过程中，PCB板及其具备的电磁兼容性能为电子产品的正常工作提供保障，但也容易产生电磁干扰问题。电磁干扰是指影响系统或电子产品正常工作的杂波信号，是电子产品或系统在自身环境下正常工作对同一环境下的其他设备运行造成干扰。综合分析PCB设计的规范要求，对PCB设计中的电磁干扰问题利用科学方法予以抑制，对保障电子产品或系统的正常稳定工作有利。
一、PCB设计中引起电磁干扰的原因分析
电磁干扰（EMI）是指影响系统或电子产品正常工作的杂波信号；而传导或辐射的电磁干扰源、敏感部件与耦合路径是形成电磁干扰的必备元素。根据电磁场的基本理论分析电子产品或系统的工作可知，如果电子产品或系统的PCB印制线或外部传输线中存在射频（RF）电流，则电子产品或系统工作过程中，在返回路径的作用下，电子产品或系统会因电流从电流源流到负载后返回电流源而形成闭合电流环路，进而在电子产品或系统工作时，产生磁场及辐射电场。由此分析PCB设计中引起电磁干扰的原因可知，PCB设计中引起电磁干扰的主要原因是残余RF电流（见下图），而残余RF电流的产生主要是由于PCB印制线与返回路径有一定间距，导致在电子产品或系统正常工作过程中，返回结构与磁场间无法实现100%的磁通耦合，从而产生参与RF电流。
二、PCB设计中电磁干扰的抑制措施
（一）屏蔽设计
电磁干扰问题的抑制对PCB设计的优化及电子产品或系统的正常工作具有重要意义，而屏蔽设计是通过空间传播电磁干扰的有效抑制手段。利用屏蔽设计进行PCB设计中电磁干扰问题的抑制，不仅能防止外来辐射电磁能量进入内部控制区，而且在电子产品或系统工作过程中，对内部辐射电磁能量外泄出控制区域这一现象也具有限制作用。
磁场屏蔽与电场屏蔽等方式是采用屏蔽设计抑制PCB设计中电磁干扰的有效方式，而不同屏蔽方式在抑制原理与效果等方面有着明显差异。磁场屏蔽主要是屏蔽直流或低频场，而采用磁场屏蔽方式抑制PCB设计中的电磁干扰问题，需要在PCB设计中尽量让缝隙或接风口顺沿电磁线方向并呈条形；利用屏蔽体厚度的增加与高导磁率材料的使用对印制电磁板中屏蔽体的磁阻予以减小；通过采用双层磁屏蔽体结构对强电场进行屏蔽；让屏蔽体与被屏蔽设备之间保持距离，最终达到抑制PCB设计中电磁干扰的目的。电场屏蔽是抑制PCB设计中电磁干扰问题的重要屏蔽方式，而采用电厂屏蔽进行电磁干扰抑制时，可对屏蔽板的材料与形状进行优化，让屏蔽金属板与受保护设备尽可能贴近，或是使用带缝隙的屏蔽罩与全封装的金属盒，从而实现对PCB设计中电磁干扰的有效抑制。
（二）滤波设计
对PCB设计中的电磁干扰问题，滤波设计也是抑制电磁干扰的有效手段。磁性元件与EMI滤波器是利用滤波抑制电磁干扰不可缺少的器件。在PCB设计过程中，利用扁平磁夹子或磁珠等磁性元件形成电磁干扰抑制器件，有助于抑制PCB设计中的电磁干扰。在PCB设计中，使用EMI滤波器的目的是对电路板或系统内外的电源进行隔离，而滤波器接入端的阻抗大小是选取EMI滤波器的重要依据，EMI滤波器在印制电路板中具有输出或输入滤波两种作用。若电源线两端都是低电阻，则为了更好地抑制PCB设计中的电磁感染，可采用T型滤波器进行印制电路板设计；若电源线两端都是高阻，则印制电路板设计中可选用II型滤波器与穿心电容，达到抑制电磁干扰的目的。
（三）接地設计
在印制电路板设计中，良好的接地有助于减缓电压瞬变，而这也是抑制电磁干扰的有效手段。利用接地设计对PCB设计中电磁干扰进行抑制时，可采用两层地层设计超过25MHz的印制电路板，借助多点接地抑制PCB设计中的电磁干扰。或是在PCB设计中在重要信号线周围加上起到保护作用的地线，在信号换层的过孔附近与高频器件周围放置一些旁路电容，将时钟信号走在信号层，尽量减少印制导线的不连续性，保证跨地信号的最小回流面积以及时钟信号远离输入输出信号的走线区域，从而借助接地设计实现对PCB设计中电磁干扰的有效抑制。
抑制电磁干扰是PCB设计的关键性内容，对电子产品或系统工作的正常性与可靠性有着较大影响。综合分析PCB设计中电磁干扰的形成原因，从印制电路板中屏蔽、滤波与接地等多方面进行优化设计，加强对PCB设计中电磁干扰的抑制，从而保证电子产品或系统的电磁兼容。
参考文献：
[1]王立忠，张伟亮，齐海东，等.PCB板的电磁干扰问题研究[J].吉林师范大学学报，2011（4）：129-131.
[2]于淑芳，朱运航，肖成.通信开关电源电磁干扰抑制技术研究[J].湖南工程学院学报，2010（3）：14-17.