電路設計 - PCB設計中如何避免開槽對EMI的負面影響

PCB設計過程中縫隙的形成包括：

電源或接地層分割引起的溝槽； 當PCB板上有許多不同的電源或接地時，通常不可能為每個電源網絡和接地網絡分配一個完整的平面。常見的做法是在一個或多個平面上劃分電源或接地點。 凹槽形成在同一平面上的不同節段之間。

通孔過於密集而無法形成凹槽（通孔包括襯墊和孔）； 當通孔在沒有電連接的情况下穿過地層或電源層時，應在通孔周圍留出一些空間用於電隔離； 但當通孔靠得太近時，隔離環會重疊，形成凹槽。

雙開槽對PCB版電磁相容效能的影響

開槽對PCB板的EMC效能有一定的影響，可能是負面的，也可能是正面的。 首先，我們需要瞭解高速訊號和低速訊號的表面電流分佈。 在低速時，電流沿著電阻的路徑流動。 如下圖所示，當低速電流從A流向B時，其回流訊號從接地平面返回到電源。 在這一點上，表面電流分佈很寬。

在高速時，訊號回流路徑中的電感將超過電阻。 高速回流訊號將沿著阻抗的路徑流動。 此時，表面電流分佈非常窄，回流訊號集中在訊號線下方的線束中。

當PCB上存在不相容電路時，應根據不同的電源電壓、數位和類比信號、高速和低速訊號、大電流和低電流訊號設定接地平面。 從上面給出的高速和低速回流訊號的分佈可以很容易地理解，分離可以防止堆疊

不相容電路的回流訊號之王，並防止公共接地阻抗的耦合。

然而，無論高速訊號還是低速訊號，當訊號線穿過電源平面或地平面上的插槽時，都會帶來許多嚴重的問題，包括：

新增電流回路面積，新增回路電感，使輸出波形易於振盪；

對於需要嚴格阻抗控制並按照帶狀線模型佈線的高速訊號線，帶狀線模型會因在上下平面或上下平面開槽而被破壞，導致阻抗的不連續性和嚴重的信號完整性問題。

新增向空間的輻射發射，同時易受空間磁場的干擾；

環形電感器上的高頻電壓降構成共模輻射源，共模輻射通過外部電纜產生。

新增高頻訊號與板上其他電路發生串擾的可能性（下圖）。

用於開槽處理的PCB設計

開槽的處理應遵循以下原則：

對於需要嚴格阻抗控制的高速訊號線，軌道嚴禁跨越分界線，避免阻抗不連續和嚴重的信號完整性問題；

當PCB板上存在不相容的電路時，應進行接地分離，但接地分離不應導致高速訊號線穿過分割線，也不應導致低速訊號線穿過分隔線。

當電纜穿過凹槽時，橋接電纜是不可避免的。

連接器不應放置在地層交叉點上。 如果圖中地層上的A點和B點之間存在較大電勢差，則可能通過外部電纜產生共模輻射。

在高密度連接器的PCB設計中，除非有特殊要求，一般應確保每個引脚周圍都有接地網，引脚佈局時也可以均勻佈置接地網，以確保接地面的連續性，防止溝槽的產生。