隨著電子產品信號上升沿時間的縮短和信號頻率的提高，電磁干擾（EMI）問題越來越受到電子工程師的關注。據統計，幾乎60%的EMI問題都可以通過優化高速PCB設計來解決。深圳宏力捷電子作為專業的PCB layout設計公司，具備多層、高精密/BGA封裝以及盲孔/埋孔的PCB設計能力，提供包括電路板布局、建立BOM表、搜尋供應商及購料、樣品制作等全方位服務。本文將詳細介紹高速PCB設計解決EMI問題的九大規則，幫助工程師們在設計中有效減少EMI的產生。
規則一：高速信號走線屏蔽規則
在高速PCB設計中，時鐘等關鍵的高速信號線需要進行屏蔽處理。如果沒有屏蔽或只屏蔽了部分，都會造成EMI的泄漏。建議每1000mil打孔接地，確保屏蔽線的有效性。
規則二：高速信號的走線閉環規則
隨著PCB板的密度越來越高，走線過程中容易出現閉環現象。高速信號網絡如時鐘信號在多層PCB走線時產生閉環，將形成環形天線，增加EMI的輻射強度。因此，設計時必須避免閉環走線。
規則三：高速信號的走線開環規則
高速信號的開環同樣會增加EMI輻射。時鐘信號等高速信號網絡在多層PCB走線時一旦產生開環，將形成線形天線，增加EMI輻射強度。因此，走線時應盡量避免開環現象。
規則四：高速信號的特性阻抗連續規則
在層與層之間切換高速信號時，必須保證特性阻抗的連續性，否則會增加EMI輻射。這意味著同層布線的寬度必須連續，不同層走線的阻抗必須保持連續性，確保信號傳輸的完整性。
規則五：高速PCB設計的布線方向規則
相鄰兩層間的走線必須遵循垂直走線原則，以避免線間串擾，減少EMI輻射。簡而言之，相鄰布線層應遵循橫平豎垂的布線方向，垂直布線可以有效抑制線間的串擾。
規則六：高速PCB設計中的拓撲結構規則
高速PCB設計中，線路板特性阻抗的控制和多負載情況下的拓撲結構設計至關重要。菊花鏈式拓撲結構適用于幾MHz的情況，而高速PCB設計中建議使用后端的星形對稱結構，以確保信號傳輸的穩定性和一致性。
規則七：走線長度的諧振規則
檢查信號線的長度和信號頻率是否構成諧振非常重要。當布線長度為信號波長1/4的整數倍時，會產生諧振，導致電磁波輻射和干擾。因此，設計時應避免走線長度與信號波長構成諧振關系。
規則八：回流路徑規則
所有高速信號必須有良好的回流路徑。應盡可能地保證時鐘等高速信號的回流路徑最小，否則會極大地增加輻射。輻射的大小與信號路徑和回流路徑所包圍的面積成正比，因此必須優化回流路徑設計。
規則九：器件的退耦電容擺放規則
退耦電容的擺放位置非常重要。擺放不合理的退耦電容根本起不到退耦效果。原則是：退耦電容應靠近電源管腳，并且電容的電源走線和地線所包圍的面積應最小，以減少EMI的產生。
通過遵循以上九大規則，可以有效解決高速PCB設計中的EMI問題，提高電子產品的性能和可靠性。深圳宏力捷電子憑借專業的技術和豐富的經驗，致力于為客戶提供高質量的PCB設計服務。如果您在高速PCB設計中遇到任何問題，歡迎隨時與我們聯系。我們期待與您合作，共同提升電子產品的設計質量。
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