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我們解決EMC問題首先要了解電路中的差模電流和共模電流問題！
分析如下：
在上圖中；最右邊的共模實際上就是我們等效的輻射的信號源的等效天線模型－也稱天線模！
共模（CM）電流和差模（DM）電流
騷擾電流在導線上傳輸時有兩種方式：
共模電流：以相同的相位，往返于L，N線（或信號線）與地線之間的電流；
差模電流：往返于L和N線（或信號線與回流線）之間，并且幅度相同相位相反的電流．
一對導線上如流過差模電流則兩條線上的電流大小相等，方向相反。而一般有用信號也都是差模電流。
一對導線上如流過共模電流則兩條線上的電流方向相同。
騷擾電流在導線上傳輸時既可以差模方式出現，也可以共模方式出現． 但共模電流只有變成差模電流后，才能對有用信號構成騷擾。
差模騷擾電壓： 線與線之間的騷擾電壓，會騷擾有用信號．
共模騷擾電壓： 即各條線與地之間的騷擾電壓，會產生很強的輻射騷擾和傳導騷擾，是電磁騷擾發射超標的主要原因之一
共模電流和差模電流可同時存在于一對導線中
產生共模電流的原因：
A．某些點地電位過高，與參考地之間存在共模電壓，接有導線后產生共模電流；
B．外界電磁場在導線上產生感應電壓，而產生共模電流
我再來分析PCB布局布線思路！
大環面積帶來的問題：
A．輻射發射大，抗擾度差
B．磁通大，使串擾增大
電源完整性
A．當大量芯片內的電路輸出級同時動作時，會產生較大的瞬態電流，這時由于供電線路上的引線電感的影響，電源線上和地線上電壓就會波動和變化
B．良好的電源分配網絡設計是電源完整性的保證
C．使用多層板，用電源平面代替電源線，降低供電線路上的引線電感．用接地平面代替地線，降低其引線電感．
D．電源平面和地平面相鄰，使環路面積為零．
放置去耦電容，0．1μF～1μF 電容放置在電路板的電源輸入端，而1000pF 電容則放置在電路板的每個有源器件的電源引腳和接地引腳上。
E．保證大電流器件電源的回流路徑暢通無阻
PCB表面安裝技術（SMT）
表面安裝技術（SMT）是70年代末發展起來的新型電子裝聯技術，SMT是包括表面安裝器件（SMD）、表面安裝元件（SMC）、表面安裝印制電路板（SMB）以及表面安裝設備、在線測試等的總稱。
曲線1為僅由單層板跡線引起的輻射，可見，輻射場強最大；
曲線2為同一單層板上，標準芯片的輻射；
曲線3為SMC芯片的輻射；
曲線4為由SMC所采用的多層板跡線的輻射，可見，減小了許多。
在印制板級控制電磁發射和抗擾度
印制板的EMC設計是產品EMC設計的基礎
A．PCB設計即印制電路板．是在絕緣基材上，按預定設計，制成印制線路，印制元件或由兩者組合而成的導電圖形后制成的板。
B．它作為元器件的支撐，并且提供系統電路工作所需要的電氣連接，是實現電子產品小型化、輕量化、裝配機械化和自動化的重要基礎部件，在電子工業中有廣泛應用。
PCB的分類
A．按所用基材的機械特性。可以分為剛性電路板（RigidPCB） 、柔性電路板（Flex PCB）以及剛性柔性結合的電路板（Flex－Rigid PCB）
B．按導體圖形的層數可分為單面／雙面和多層印制板。目前使用的電路板多為高密度互連多層電路板（high density integrated board）。
剛性PCB
A．剛性PCB的通常使用紙質基材或玻璃布基材覆銅板制成，裝配和使用過程不可彎曲。
B．剛性多層板又可分為普通多層板，帶有激光孔的多層板和特殊結構多層板如（ALIVH等）
C．剛性板的特點是可靠性高，成本較低，但應用的靈活性差
普通多層板
A．機械鉆孔可以貫穿所有線路層（通孔）或只貫穿部分線路層（盲，埋孔）
B．線寬線距最小0．1mm。機械鉆孔一般孔徑大于0．2mm
C．優點：成本低，加工周期短
D．缺點：鉆孔較大，布線密度比較低
E．適用于比較簡單的電路．
激光鉆孔多層板
A．激光鉆孔精度高，電鍍后性能可靠
B．鉆孔直徑可小于0．1mm，節省pcb的表面安裝面積，走線密度較高
C．目前能夠加工的廠家比較多。
D．根據電路的復雜程度可以選擇不同的疊層結構，易于控制成本
柔性板
A．柔性板（FPC）是使用可撓性基材制成的電路板，成品可以立體組裝甚至動態應用
B．柔性板加工工序復雜，周期較長
C．柔性板的優勢在于應用的靈活，但是其布線密度仍然無法和剛性板相比
D．柔性板的主要成本取決于其材料成本
PCB設計的原則
A．電氣連接的準確性
B．電路板的可測試性
C．可靠性和環境適應性
D．工藝性（可制造性）
E．經濟性等
高速設計的挑戰
隨著系統設計復雜性和集成度的大規模提高，電子系統的工作頻率已經達到百兆甚至千兆的數量級。
當系統工作在50MHz時，將產生傳輸線效應和信號的完整性問題；而當系統時鐘達到120MHz時，除非使用高速電路設計知識，否則基于傳統方法設計的PCB將無法工作。
單面板設計
單面板制造簡單，裝配方便，適用于一般電路要求，不適用于要求高的組裝密度或復雜電路的場合。
如果印制電路板的布局設計合理，也可以實現電磁兼容性。 ?
線路板走線的阻抗問題
精心的走線設計可以在很大程度上減少走線阻抗造成的騷擾。當頻率超過數kHz時，導線的阻抗主要由導線的電感決定，細而長的回路導線呈現高電感（典型lOnH／cm），其阻抗隨頻率增加而增加。如果設計處理不當，將引起共阻抗耦合。
減小電感的方法有兩個：
A．盡量減小導線的長度，如果可能，增加導線的寬度
B．使回流線盡量與信號線平行并靠近
導線的電感可以用下式計算：
L＝0．002ln（2ph／W） ?（？H／cm）
式中：h是導線距離地線的高度，w是導線的寬度。高頻時，對阻抗影響最大的是導線的長度，寬度、直徑都是較次要的因素。
由于阻抗與走線寬度是對數關系，將寬度增加一倍僅使電感減少75％。
導線的電感也可用下式近似計算：
L＝0．2 S ［ln（2 S／W） ＋ 0．5 ＋ 0．2 W／S ］（nH）
當：S／W ＞ 4
則：L ＝ 0．2 S［ln（2 S／W）］（nH）
式中，S為導線的長度（m）W為導線的寬度（m）。
兩根載有相同方向電流的導線的電感為：
L ＝?（L1 L2 －M2）／ （L1＋ L2 － 2M）
式中， ?L1、L2分別為導線1和導線2的自感，M為互感。
當：L1 ＝ L2
則：L ＝ （L1 ＋M） ／ 2
兩根電流方向相反的平行導線，由于互感作用，能夠有效地
減少電感，可表示為：
L ＝ L1 ＋L2 － 2M ?當細導線相距1厘米以上時，互感可以忽略。
線路板走線的電感結構圖如下：
A．兩根帶互感的，載有相同方向電流的平行導線，并連后的電感：L＝（L1＋M）／2
所以，可以通過多條導線并聯來減小電感，M愈小，愈明顯．例：兩根長5cm，d＝ 0．5cm的導線，當L1＝30nH，M＝6nH時，L＝18nH；M＝0時，L＝15nH．
B．兩根帶互感的，載有相反方向電流的導線，串聯后的電感：L＝L1＋L2—2M，M愈大，L愈小．當M＝L1，L1＝L2時，L＝0．信號線與回流線“形影不離”，電源線與地線也“形影不離”，都保證了L＝0，阻抗為零，電磁騷擾發射為零．
PCB印制板布線
在印制板布線時，應先確定元器件在板上的位置，然后布置地線、電源線，再安排高速信號線，最后考慮低速信號線。
元器件的位置應按電源電壓、數字及模擬電路、速度快慢、電流大小等進行分組，以免相互干擾。根據元器件的位置可以確定印制板連接器各個引腳的安排。所有連接器應安排在印制板的一側，盡量避免從兩側引出電纜，減少共模輻射。
（1）電源線
在考慮安全條件下，電源線應盡可能靠近地線，以減小差模輻射的環面積，也有助于減小電路的交擾。
（2）時鐘線、信號和地線的位置信號線與地線距離應較近，形成的環面積較小。
PCB布局小結
合理的布局是PCB設計成功的第一步．應在自動布局的基礎上，用交互式布局進行調整．
A．首先，要考慮PCB尺寸大小，過大時，印制線條長，阻抗增加，抗擾能力下降，成本也增加．過小時，散熱不好，串擾增加．
B．其次，按不兼容分割原則，確定特殊元器件位置．輸入輸出元件盡量遠離，兼顧美觀；
C．再次，把連線關系密切的元器件盡量放在一起，尤其要使高速線盡量短；
D．最后，按照電路流程安排各功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接，對全部元器件進行布局。
E．PCB是各類元器件的支撐件，并為它們提供互連，提供所要求的電氣特性，如特性阻抗元器件等．
F．產品的高速，高密度，大容量化要求，又提出了許多新的功能要求，例如，信號完整性，防EMI對策等．
G．PCB設計就是把原理圖變成PCB電路板，這不是一件容易的事情．普通PCB，只要做到布局布線合理即可；對多層板高速PCB，布線長度要嚴格限制，克服反射和串擾．實踐證明，即使電路原理圖設計正確，PCB設計不當，也會對產品造成不良后果．布線過程限定最高，技術最細，工作量最大．
PCB布線要求
A．電源線，地線加去耦電容；寬度： 地線＞電源線＞信號線
多層板
B．數字，模擬共地處理
數字電路頻率高，模擬電路敏感度高．器件，信號線都要遠離
數字地，模擬地只有一點連接 ?
C．相鄰兩層的布線要互相垂直，防止感應耦合
D．輸入輸出端用的導線應避免相鄰平行，必要時加線間地線
E．采用大面積銅箔時，應采用柵格狀，以免長期受熱后，發生膨脹和脫落，也有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產生的揮發性氣體
F．大功率RF信號線放在PCB的中間層，并良好接地減少輻射
G直角走線等效為容性負載，阻抗減小，減緩tr，并造成反射，同時在直角尖端產生電磁騷擾發射
雙面板布線設計
地線面
地線網格的極端形式是平行的導線無限多，構成了一個連續的導體平面，這個平面稱為地線面。這在多層板中很容易實現，它能提供最小的電感。這種結構特別適合于射頻電路和高速數字電路。通常的四層板中專門設置一個電源面，它能夠在高頻時提供一個低的“源－地”阻抗。
環路面積
地線面的一個主要好處是能夠使輻射的環路最小。這保證了PCB的最小差模輻射和對外界騷擾的敏感度。
輸入輸出地的結構
為了減小電纜上的共模輻射，需要對電纜采取濾波和屏蔽技術。但不論濾波還是屏蔽都需要一個沒有受到內部騷擾污染的干凈地。
當地線不干凈時，濾波在高頻時幾乎沒有作用。除非在布線時就考慮這個問題，一般這種干凈地是不存在。
干凈地既可以是PCB上的一個區域，也可以是一塊金屬板。
所有輸入輸出線的濾波和屏蔽層必須聯到干凈地上。干凈地與內部的地線只能在一點相連。這樣可以避免內部信號電流流過干凈地，造成污染。
多層板布線設計
對高速邏輯電路設計，使用單層板不能滿足電磁兼容性要求時；應該研究多層板的應用。
①多層印制板設計
多層印制板設計中遇到的主要問題是電磁兼容設計。
多層印制板設計要決定選用的多層印制板的層數。多層印制板的層間安排隨著電路而變，但應有以下共同原則：
（1）電源平面應靠近接地平面，并且安排在接地平面之下。
這樣可以利用兩金屬平板間的電容作電源的平滑電容，同時接地平面還對電源平面上分布的輻射電流起到屏蔽作用。
（2）布線層應安排與整塊金屬平面相鄰。這樣的安排是為了產生通量對消作用。
布線層安排
A．PCB由電源層，接地層和信號層組成．合理選擇層數，能減小PCB尺寸，能充分利用中間層設置屏蔽，實現就近接地，有效降低寄生電感，縮短信號傳輸長度，大幅降低信號交叉干擾等．四層板比雙面板的騷擾發射低20dB．當然，層數越多，制造工藝越復雜，成本也越高．
B．S－－布線層，必須與接地層或電源層相鄰；G—接地層 P—電源層
G，P兩者必須相鄰，否則S間存在串擾，GP間存在最大環流，多電源供電時，各P之間由G隔開，以免P間AC耦合．
C．決定層數的因素：功能要求，信號分類隔離要求，阻抗控制要求，元器件密度，布線條數，振鈴限制等．
（3）把數字電路和模擬電路分開，有條件時將數字電路和模擬電路安排在不同層內。如果一定要安排在同層，可采用開溝、加接地線條、分隔等方法補救。模擬的和數字的地、電源都要分開，不能混用。
數字信號有很寬的頻譜，是產生騷擾的主要來源。
（4）在中間層的印制線條形成帶狀線，在表面層形成微帶線，兩者傳輸特性不同。
（5）時鐘電路和高頻電路是主要的騷擾和輻射源，一定要單獨安排、遠離敏感電路。
（6）不同層所含的雜散電流和高頻輻射電流不同，布線時，不能同等看待。
多層印制板設計中有兩個基本原則用來確定印制線條間距和邊距20－H原則 所有的具有一定電壓的印制板都會向空間輻射電磁能量，為減小這個效應，線路面的物理尺寸都應該比最靠近的接地板的物理尺寸小20H，其中H是兩層印制板的問距。
當尺寸小至10H時，輻射強度開始下降，
當尺寸小至20H時，輻射強度下降70％。
根據20－H原則，按照一般典型印制板尺寸，20H一般為3mm左右。
旁路電容與去耦電容的設計
設計印制板時經常要在電路上加電容器來滿足數字電路工作時要求的電源平穩和潔凈度。電路中的電容可分為去耦電容、旁路電容和容納電容三類。
去耦電容用來濾除高速器件在電源板上引起的騷擾電流，為器件提供一個局域化的直流，還能減低印制電路中的電流沖擊的峰值。
旁路電容能消除印制板上的高頻輻射噪聲，又稱為整體去耦電容．一般為去耦電容量的10倍以上．電解電容則配合去耦電容濾除△I噪聲。
時鐘電路的電磁兼容設計
時鐘電路在數字電路中占有重要地位。同時時鐘電路也是產生電磁輻射的主要來源。一個具有2ns上升沿的時鐘信號輻射能量的頻譜可達160MHz，其可能輻射帶寬可達十倍頻，即能達到1．6GHz。因此，設計好時鐘電路是保證達到整機輻射指標的關鍵。
時鐘電路設計主要的問題有如下兩個方面。
1．減小時鐘環路面積；
2．傳輸延遲和阻抗匹配；其相關計算公式如下：
由于集成電路技術的飛速發展，其速度，規模和功能不斷擴大．隨著主頻的提高，布線密度的增加以及大量數模混合電路的應用，對以時鐘為代表的高速電路設計的要求越來越高．而且，它還是主要的騷擾源．因此，做好時鐘電路設計，是保證產品通過EMC試驗的關鍵
A．減小時鐘環路面積，可減小差模和共模輻射，并減小感應耦合和串擾
B．PCB或MCM中的傳輸線類型：
傳輸線包括信號路徑和返回路徑
A．微帶線：PCB外層的走線，只有一根帶狀導線和一個參考面．類型：埋式或非埋式如果線的厚度，寬度，介質的介電常數以及與參考面之間的距離是可控的，則它的特性阻抗也是可控的．
B．帶狀線：介于兩個參考面之間的內層走線． 類型：埋式或非埋式如果線的厚度，寬度，介質的介電常數以及與參考面之間的距離是可控的，則它的特性阻抗也是可控的．此外還有同軸線（Zc＝50Ω，75Ω）和雙絞線（Zc＝110Ω）
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