PCB科技 - PCB多層：有效控制電磁相容性的磁通消除方法

在PCB的EMC設計中, 第一個問題是圖層設定； 板的各層由電源組成, 地面層和訊號層. 在EMC產品設計中, 除了元件的選擇和電路設計, 好的 PCB設計 也是一個非常重要的因素.

電路板電磁相容設計的關鍵是使回流面積最小化，使回流路徑沿著我們設計的方向流動。 層設計是PCB的基礎，如何做好PCB層設計，使PCB的EMC效果達到最佳？

PCB層設計思想：PCB層EMC規劃設計思想的覈心是合理規劃訊號回流路徑，最小化來自板鏡層的訊號回流面積，使磁通抵消或最小化。

1、單板鏡像層鏡像層是與PCB內部訊號層相鄰的一個完整的鍍銅平面層（電源層、接地層）。 主要功能如下：

（1）降低回流雜訊：鏡像層可以為訊號層回流提供低阻抗路徑，特別是當配電系統中存在大電流時，鏡像層的作用更為明顯。

（2）EMI降低：鏡像層的存在减少了訊號和回流形成的閉環面積，降低了EMI；

（3）减少串擾：有助於控制高速數位電路中訊號線之間的串擾問題，改變訊號線從鏡像層的高度，可以控制訊號線之間的串擾，高度越小，串擾越小；

（4）阻抗控制，防止訊號反射。

2、鏡像層的選擇

（1）電源和接地板均可作為基準面，對內部接線有一定的遮罩作用；

（2）相對而言，功率面具有較高的特性阻抗，與參攷電平存在較大的電位差，功率面上的高頻干擾相對較大；

（3）從遮罩的角度來看，接地板一般接地並用作參攷電平的參考點，其遮罩效果遠優於電源面；

（4）選擇基準面時，應首選地平面，其次選擇電源平面。

磁通抵消原理：根據麥克斯韋方程組，獨立帶電體或電流之間的所有電和磁作用都通過它們之間的中間區域傳輸，無論中間區域是真空還是固體。 在PCB中，磁通始終在傳輸線中傳播。 如果射頻回流路徑與相應的訊號路徑平行，回流路徑上的磁通量與訊號路徑上的磁通量方向相反，則它們相互疊加，從而獲得磁通消除的效果。

PCB層設計的具體原則：

（1）組件表面和焊接表面下方有完整的接地層（遮罩）；

（2）儘量避免兩個訊號層直接相鄰；

（3）所有訊號層盡可能靠近地平面；

（4）高頻、高速、時鐘等關鍵訊號的佈線層應具有相鄰的接地層。