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随着IC设备的集成性的提高、设备的小型化、设备的速度的提高，电子产品中的EMI问题也变得更加严重。从系统设备EMC/EMI的设计观点来看，在设备PCB设计阶段成功处理EMC/EMI问题是使系统设备电磁兼容标准最有效、成本最低的手段。这里，对数字电路PCB设计中的EMC/EMI控制技术进行说明。
一、EMI的发生及抑制原理
EMI的产生是电磁干扰源通过耦合路径将能量传递到敏感系统。它包括三个基本形式：经由导线或公共地线传导、空间辐射或近场耦合。EMI的危害表示传输信号的质量降低，对电路或装置造成干扰或破坏，装置不能满足电磁兼容标准中规定的技术指标的要求。
为了抑制EMI，数字电路的EMI设计应遵循以下原则进行。
根据相关的EMC/EMI技术规范，将指标分解为单板电路，进行层级控制。
作为EMI的3个要素干扰源，从能量耦合路径、敏感系统的3个方面进行控制，向电路提供平坦的频率声音，保证电路的正常稳定的动作。
从设备的前端设计着手，关注EMC/EMI设计，降低设计成本。
二、数字电路PCB的EMC/EMI控制技术
处理各种形式的EMI时，必须具体分析具体问题。在数字电路的PCB设计中，能够从以下几个方面进行EMI控制。
设备选择：
EMI为了进行设计，首先必须考虑选择设备的速度。无论哪一个电路，上升时间5ns的元件用上升时间2.5ns的元件替换的话，提高到EMI约4倍。EMI的辐射强度与频率的平方成比例，最高EMI频率fknee也被称为EMI发送带宽，这不是信号频率的函数，而是信号上升时间：fknee＝0.35/Tr（这里Tr是设备的信号上升时间）
该辐射型EMI的频率范围从30MHz到GHz，在该频带中波长短，即使电路板上非常短的布线也可能是发射天线。如果EMI高，电路就容易失去正常功能。因此，在设备选择中，在保证电路性能要求的前提下，必须尽量使用低速芯片，并采用适当的驱动/接收电路。另外，由于元件的引脚都具有寄生电感和寄生电容，因此在高速设计中，EMI是产生辐射的重要因素，因此元件封装形式对信号的影响也不能忽视。一般来说，贴片装置的寄生参数比插件装置小，BGA软件包的寄生参数比QFP软件包小。
连接器选择和信号端子定义：
连接器是高速信号传输的重要环节，也是容易生成EMI的弱环节。连接器的端子设计可以提供低阻抗回流路径，该低阻抗回流路径布置了许多地针，减小了信号和地之间的间隔，减小了连接器产生辐射的有效信号环面积。根据需要，考虑隔离几个键号用地针。
层叠设计：
以成本许可证为前提，通过增加接地层的数量，使信号层与地表层邻接，能够减少EMI辐射。在高速PCB中，电源层和接地层邻接地结合，能够降低电源阻抗，从而能够降低EMI。
布局：
根据信号电流的流动，进行合理的布局，能够减少信号之间的干扰。合理的布局是控制EMI的关键。布局的基本原则如下。
模拟信号容易受到数字信号的干扰，模拟电路必须与数字电路隔开。
时钟线是主要干扰和辐射源，必须远离敏感电路，使时钟最短。
大电流、大功率电路应尽量避免放置在板的中心区域，同时应考虑散热和辐射的影响。
连接器尽量配置在板的一侧，远离高频电路。
输入/输出电路接近对应的连接器，解锁电容接近对应的电源销。
充分考虑布局给予电源分割的可能性，多电源装置必须跨电源分割区域的边界配置，有效地降低平面分割对EMI的影响。
不分割回流平面（路径）。
布线：
阻抗控制：高速信号线呈现传输线的特性，需要进行阻抗控制，避免信号的反射、过冲、振动，减少EMI辐射。
对信号进行分类，根据不同信号（模拟信号、时钟信号、I/O信号、总线、电源等）的EMI辐射强度以及灵敏度，尽量分离干扰源和灵敏度系统，减少组合。
严格控制时钟信号（特别是高速时钟信号）的走线长度、检修数、交叉分割区域、端子连接、布线层、回流路径等。
信号向信号流入形成电路流出是PCB设计中的EMI控制的密钥，在布线时必须进行控制。要理解各键信号的流动，确认相对于键信号接近回流路径配线，环面积最小。
对于低频信号，电流在电阻最小的路径上流动。相对于高频信号，高频电流流到电感最小的路径，而不是电阻最小的路径（参照图1）。差分模式辐射与电流、电流环路的面积和频率的平方成比例EMI辐射强度（E）。（这里，I是电流，A是环路面积，f是频率，r是到环路中心的距离，k是常数）
因此，在最小电感回流路径适合于信号引线下的情况下，可以降低电流环面积，减少EMI辐射能量。
关键信号不能超过分割区域。
高速差分信号行驶线尽量采用紧密的结合方式。
确保带状线、微带线及其参考平面符合要求。
去耦电容的引出线应该短而宽。
所有的信号灯都要尽量离开板的边缘。
在多点连接网络的情况下，选择适当的拓扑结构以减少信号反射和减少EMI辐射。
电源平面分割处理：
电源层的分割
如果一个主电源平面上有一个或多个子电源，则必须保证每个电源区域的一致性和足够的铜箔宽度。分割线一般为20种，以减少狭缝辐射？只要50mil的线宽就可以。
地层的分割
地平层必须保持完整性，避免分割。如果需要拆分，请区别数字、模拟和噪声，并通过公共连接位置在出口处与外部连接。
为了减少电源的边缘辐射，电源/接地面应遵循20H设计原则。即，接地面尺寸比电源平面尺寸大20H（参照图2），这样边缘场辐射强度能够降低70%。
三、EMI其他控制手段
电源系统设计：
设计低阻抗电源系统，确保fknee低于频率的电源分配系统的阻抗低于目标阻抗。
使用滤波器控制传导干扰。
电源的放大环。EMI在设计中，可以提供合理的解块容量，可靠地操作芯片，减少电源中的高频噪声，并减少EMI。受导线电感及其他寄生参数的影响，电源及其供电线的响应速度变慢，高速电路中驱动器所需的瞬时电流不足。可以合理地设计旁路或解环容量和电源层的分布容量，并且可以在电源响应之前利用容量的能量积累作用快速地向设备提供电流。精确电容解耦合可以提供降低共模EMI的关键低阻抗电源路径。
接地：
接地设计是减少整个板EMI的关键。
决定采用单点接地、多点接地或混合接地方式。
数字、模拟、噪声分离并确定适当的公共连接位置。
双面板的设计如果没有地线层，合理设计地线网状物很重要，必须保证地线宽度gt。电源线宽度gt；信号线宽度可以采用大面积铺修方式，但请注意同一层的大面积地的一致性。
在多层板设计中，必须确保接地层并降低共地阻抗。
串联阻尼：
在允许电路定时请求的前提下，抑制干扰源的基本技术将小电阻值的电阻串联连接到键信号输出端，通常为22？采用33Omega。的阻力。这些输出端串联小电阻可以减缓上升/下降时间，使得过冲和下冲信号更加平滑，并且可以实现降低输出波形的高频谐波振幅并有效抑制EMI的目的。
扩散：
光谱扩展（扩散）方法是新的降低EMI的有效方法。扩展光谱调制信号，并将信号能量扩展到相对宽的频率范围。实际上，该方法是时钟信号的控制调制，该方法不会显著增加时钟信号的抖动。实际应用扩展频谱技术有效，放射线腐蚀7？我们证明了可以减少20dB。
EMI分析和测试：
模拟分析
PCB配线完成后，使用EM I仿真软件以及专家系统进行模拟分析，能够模拟EMC/EMI环境，评价产品是否满足关联的电磁兼容标准要件。
扫描测试
使用电磁辐射扫描仪扫描安装后的盘，得到PCB中电磁场分布图（例如图3、图中的红、绿、青白色区域由于电磁辐射能量低而表示高），根据试验结果改善了PCB设计。
