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如何优化四层PCB的EMC/EMI性能?

发布时间: 2025-05-06 11:37:15     查看数:
  • 保障地平面完整性来抑制 EMI

    完整且连续的地平面能够为信号提供低阻抗的回流路径,能显著减少电磁辐射。设计时应尽量避免在地平面上开设不必要的缺口或分割。若因设计需求必须进行分割,要评估其对信号回流的影响,并采取降低影响的措施。信号线应尽量避开地平面的分割区域,以防其回流路径被阻断,从而减少电磁干扰。

     

     合理添加屏蔽过孔与隔离区域

    在四层 PCB 设计中,添加屏蔽过孔和隔离区域有助于控制 EMC/EMI 性能。在 PCB 边缘以及不同功能模块之间,还有易产生电磁干扰的高速信号线旁,布置适量的接地过孔(即屏蔽过孔),它们能形成电磁屏蔽屏障,有效阻挡电磁干扰的传播。这些过孔要与地平面良好连接,确保电磁干扰电流能通过过孔回流到地平面。对于敏感的电路部分,如高速信号线路或噪声较大的电源区域,设置隔离区域进行单独布置,与其他电路部分保持一定间距,UNCTION 等措施来实现隔离,减少相互干扰。

     

     优化布线策略以提升 EMC/EMI 性能

    合理规划高速信号线的布线路径,使其尽量短且直。这样可以降低信号传输的延迟和损耗,同时减少电磁辐射的风险。增加信号线之间的间距,能降低线间串扰,进一步提升 EMC/EMI 性能。敏感信号线,如时钟信号、差分对和高速总线,应该进行屏蔽和隔离。可以通过使用地线或电源线将敏感信号线包围起来,形成屏蔽通道,增强其抗干扰能力。

     

     科学设置去耦电容来改善电源质量

    在电源引脚附近放置去耦电容能够有效滤除电源线上的高频噪声,减少电磁干扰。去耦电容应尽可能靠近电源引脚,并且使用短而宽的连线进行连接,以此降低电容引线电感。通常而言,选择陶瓷电容这类合适的电容值和种类,可以取得较好的高频去耦效果。同时,合理确定去耦电容的数量和分布,保证电源的稳定性和可靠性。

     

    有效处理时钟信号、差分对和高速总线

    时钟信号、差分对和高速总线是 PCB 设计中的关键部分,其 EMC/EMI 性能的优化尤为重要。

     

    时钟信号通常频率高、边沿变化率大,容易产生电磁辐射。因此,要对时钟信号线进行等长布线,以确保时钟信号的同步性,减少时钟偏斜。同时,使用地线对时钟信号线进行屏蔽,减小其对外部的电磁干扰。

     

    差分对信号具备较强的抗干扰能力,但布线时需保持差分对的等长、等距和平行,以此确保其差分传输特性得以充分发挥。应避免差分对与其他高速信号线交叉,从而降低串扰风险。此外,要让差分对尽量靠近地平面,以此减弱其电磁辐射。

     

    高速总线数据传输速率高,电磁干扰风险大。需要对高速总线进行等长布线,确保信号的同时到达,降低信号偏斜。适当增加高速总线信号线之间的间距,有助于减少线间串扰。同时,运用合适的终端匹配方式,可以减少信号反射和振荡现象。

     

     恰当设计 PCB 边缘与角落降低电磁辐射

    PCB 的边缘与角落易产生电磁辐射和接收外部电磁干扰。采用圆角或倒角设计对 PCB 的边缘和角落进行优化,能够起到减少电磁辐射和干扰的作用。此外,在 PCB 的边缘布置地线或屏蔽线可以增强电磁屏蔽效果,进一步提升产品的 EMC/EMI 性能。


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