PCB电源和地线电磁兼容设计的处理对策

由于电磁干扰主要是由电源线和地线的阻抗和分布电感引起的，按照Er=IR和EL=L（dI/dt），电流的变化率越快，分布电感产生的感应电压就越大。在高速PCB电路板设计中，由于时钟频率很高，而且电流的变化很快，所以“dI/dt”很大，电磁干扰问题就更加明显和突出。

1.电源线的电磁兼容设计处理

（1）根据印制板PCB电流的大小，尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，有助于增强抗噪声能力。

（2）尽量选用贴片元件，缩短引脚长度，减少去耦电容供电回路面积，减少元件分布电感的影响，有利于实现电磁兼容。

（3）在电源变压器前端加装电源滤波器，抑制共模噪声和串模噪声，隔离外部和内部脉冲噪声的干扰。

（4）印制电路板的供电线路应加上滤波器和去耦电容。在板的电源引入端加上较大容量的电解电容作低频滤波，再并联一只容量较小的瓷片电容作高频滤波。

（5）不要把模拟电源和数字电源重叠放置，避免产生耦合电容，造成相互干扰。

2.地线的电磁兼容设计处理

（1）为了减少地环路干扰，必须想办法消除环路电流的形成，具体可以采用光隔离器、变压器、共模扼流圈切断地环路电流的形成或者采用平衡电路消除环路电流等。

（2）为了消除公共阻抗的耦合，可减小公共地线部分的阻抗，加粗地线或对地铺铜处理；另一方面可以通过适当的接地方式避免相互干扰，比如并联单点接地（图1）或串并联混合单点接地（图2），彻底消除公共阻抗。

图1   并联单点接地 

 图2  串并联混合单点接地

（3）数字地和模拟地要分开，并单独设置模拟地和数字地。低频电路为防止串扰，地线应尽量采用单点并联接地，高频电路宜采用多点串联接地，地线要短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积铺铜加以屏蔽。

（4）对于多层板，应专门设置地线层。

（5）印制板导线的电感与长度和长度的对数成正比，与宽度的对数成反比，为减少地线的电感，应尽量减小导线的长度。

电源和地线的干扰问题是电磁兼容设计中必须慎重考虑并解决的关键一环，它与PCB电路板的性能有着密切的联系，但它只是电磁兼容设计中的一部分，在EMC设计中，还要考虑反射噪声、串扰噪声、辐射发射噪声、退耦电容、元件布局和其他工艺技术问题等因素的影响和干扰。通常，采用以上的抗干扰措施，可大大地消除电源和地线的电磁干扰，但过多的采用抗干扰措施，也会产生新的干扰，导致系统成本的增加，系统可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求，合理采用抗EMI措施，设计出具备良好EMC性能的PCB电路板。