PCB的干擾源

一直很想學習一下這本書，以前也看過一陣，但是后來中間又暫停了?，F(xiàn)在想想是個契機，因為想在公眾號上輸出，正好用這本書的學習作為輸入。

因為自己本身也在學習中，所以，可能總結(jié)的也不算透徹。但是希望等把書籍學完的時候，自己對接地的認識會上一個臺階。

所有的EMI問題都是從PCB上開始，然后在PCB上結(jié)束，雖然有點夸張，但是在PCB設(shè)計中，EMI問題是一個最讓人頭疼的問題。

復(fù)雜的PCB板，是一個非常緊湊的電子系統(tǒng)，在一塊PCB板上會有不同類型，大大小小的各種器件。

而這些器件，加上PCB上的線路，使得電子系統(tǒng)得以工作。

近幾十年來，PCB板材的性能越來越好，可以支持更高的頻率，可以獲得更低的損耗。

PCB的加工技術(shù)也越發(fā)成熟，可以加工的堆疊層數(shù)越來越多，鉆孔技術(shù)也越來越精湛，孔徑越來越小。

但是，PCB的基本結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，還是主要由芯板和半固化片堆疊而成。

以前簡單的PCB板，可能只是要求功能正常，但是，當今，隨著周圍電子環(huán)境越來越復(fù)雜，EMI性能也越來越受關(guān)注。

而且，PCB的復(fù)雜程度越來越高，特別對于數(shù)字硬件電路，因為其微處理器的功耗越來越大，時鐘頻率越來越高。

如果PCB設(shè)計不當，則板子的EMI性能則會達不到預(yù)期。

有專家，對半導(dǎo)體器件和封裝的輻射機制以及超大規(guī)模集成電路（VLSI）對電路輻射EMI影響做過研究，發(fā)現(xiàn)這樣一個現(xiàn)象。

就是，大多數(shù)VLSI器件太小，以至于不會是輻射EMI的直接來源。

也就是說，輻射EMI不是直接來自于VLSI器件本身，而是來自于從這些器件耦合過來的噪聲。

這種耦合主要通過三種途徑：

(1) 耦合到散熱器

(2) 耦合到傳輸線上

(3) 驅(qū)動PCB板上的參考平面

與現(xiàn)代PCB相關(guān)的干擾機制主要包括：EMI(發(fā)射和敏感性)和串擾(PCB 上的干擾)。

串擾通常是EMI的主要貢獻者。

不良的PCB布局可能會增加內(nèi)部噪聲電路和I/O線路的耦合，從而“輸出”EMI，即電磁發(fā)射。

反過來，通過I/O線“輸入"到PCB中的干擾，將耦合到內(nèi)部敏感電路，導(dǎo)致其不希望的響應(yīng)，即電磁敏感性。

信號完整性與EMI和串擾相關(guān)，因為PCB上的信號失真(信號完整性差)會耦合到相鄰的信號線(即串擾)，并可能由于高頻諧波而導(dǎo)致PCB的EMI性能惡化。

(1) 通過由多個電路共享的電源及相關(guān)導(dǎo)體的共用阻抗耦合

(2) 通過由多個電路共享的回流導(dǎo)體的共用阻抗耦合

(3) 高速傳輸線不匹配，導(dǎo)致反射

(4) 相鄰傳輸線之間的串擾耦合，而這兩根傳輸線屬于不同的電路

(5) 高增益模擬放大器之間的輻射串擾耦合

(6) 電路內(nèi)感性負載切換導(dǎo)致的瞬態(tài)噪聲，耦合到相鄰電路

(7) 電源產(chǎn)生的噪聲進入敏感電路

在EMI和信號完整性背后的主要因素是時變或者瞬態(tài)電流，這些存在于PCB的電源電路和信號傳輸線中。

如果考慮的是電流，那么就暗示了往返路徑的存在。

電流遵循閉環(huán)路徑，從電源，通過元器件，然后再返回。

對于信號和電源電路都是如此。

因此，為了獲得優(yōu)良的PCB EMI性能，需為電源和信號提供低阻抗返回路徑。