PCB的EMC设计中电路的模块划分及布局

Posted 2020-08-19

　　PCB上模块的划分和关键器件的布局在PCB的EMC设计中有至关重要的作用。PCB上的各功能模块如频率生成器、电源模块、滤波器和晶振等PCB上的位置和方向对电磁场的发射和接收有巨大的影响。PCB上的器件可以根据 不同的标准进行划分，如按照功能、工作频率、信号类型等。

　　1.按照功能划分。各电路按照实现功能的不同如时钟电路、放大电路、驱动电路、A/D D/A转换电路、I/O电路、开关电源电路和滤波电路等进行模块划分。在进行PCB设计时可以根据信号流对整个电路进行模块划分，从而保证整个电路布局的合理，达到整体布线路径断，各个模块互不交错的效果，减少各模块之间互相干扰的可能。

　　2.按照频率划分。按照信号的工作频率和速度对电路模块进行划分，在布局是安装高频、中频和低频依次展开，布局互不交错。

　　3.按照信号类型划分。电路模块按照数字电路和模拟电路进行划分。为了降低数字电路对模拟电路的干扰，在PCB布局是要给他们定义不同的区域，在空间上进行必要的隔离减小相互之间的耦合。对于A/D和D/A转换电路应该布放在数字电路和模拟电路交界的位置。电路模块布局的方向应该以信号的流向为前提，是信号引线最短并使模拟部分的引脚位于模拟地上方，数字部分位于数字地上方。

　　PCB布局是一个综合布局的过程。

　　电路布局的一个原则，是应该按照信号流向关系，尽可能的做到是关键的高速信号走线最短，其次考虑电路板的整齐美观。时钟信号应该尽可能端，如何无法缩短，则应该在时钟线两侧加屏蔽地线。对比较敏感的信号线也应该考虑采取一定的屏蔽措施。

　　时钟线有较大的对外辐射，因此应该让时钟电路尽量远离其他无关电路，另一方面要是时钟到负载的走线尽量短。在布线是优先考虑在内层走时钟线并进行必要的匹配和屏蔽处理。

　　低频数字I/O电路和模拟I/O电路应靠近连接器布放，时钟电路、高速电路和存储器等通常布放在电路板最靠近里面的位置，远离人接触的位置；中低速逻辑电路一般放置在电路板的中间位置；如何有A/D或D/A电路一般放置在电路板最中间的位置。

　　单板上一般都会有多个DC/DC电源，一般主电源都放置在单板电源的入口处，电源的放置应该考虑输入/输出线的顺畅，避免交叉。

　　线圈（包括继电器）是最有效的接收发射磁场的器件，在布局是线圈要原来EMI源（包括开关电源、时钟输出和总线驱动等）　　。线圈下方的PCB不能有高速走线或敏感的控制线，如果不能避免要考虑线圈的方向问题，要是场强的方向和线圈的平面平行，保证通过线圈的磁力线最少。