PCB 布局中的 EMC 设计：如何通过 “摆放与连线”，让电路远离干扰

第一招：按 “干扰等级” 分区布局，阻断干扰传播

1. 功率区：放置高干扰、高功率元件，如电源模块（DC-DC、LDO）、继电器、电机驱动、大功率电阻，这些元件工作时会产生强电磁干扰，是主要干扰源，应放在 PCB 边缘，远离其他区域；
2. 数字区：放置数字元件，如 MCU、按键、LED、逻辑芯片，数字电路的高频开关动作会产生辐射干扰，但抗干扰能力较强，可放在 PCB 中间区域；
3. 模拟区：放置敏感的模拟元件，如传感器、运放、ADC/DAC、晶振，这些元件抗干扰能力弱，容易受外部干扰影响，应单独布置在远离功率区、数字区的位置；
4. 高频区：放置高频无线元件，如 Wi-Fi、蓝牙、射频模块，这些元件既是干扰源（高频辐射），又易受干扰，应放在 PCB 角落，远离其他区域，且靠近天线接口。

第二招：优化元件摆放，减少干扰源产生

• 干扰源元件远离敏感元件：比如继电器、电机驱动等强干扰元件，与模拟传感器、晶振的间距≥10mm，避免干扰源的近场干扰（近场干扰强度随距离增加快速衰减，距离翻倍，干扰强度降为 1/4）；
• 高频元件靠近接口：高频无线模块（如 Wi-Fi 芯片）、晶振等元件，应靠近对应的接口（天线接口、时钟输入接口），减少高频信号的传输距离，降低信号衰减与辐射干扰 —— 比如晶振与 MCU 的时钟引脚间距≤3mm，可减少时钟信号的辐射干扰，同时避免时钟信号受其他干扰影响；
• 滤波元件靠近干扰源 / 敏感元件：滤波元件（如电容、电感、磁珠）是 “干扰抑制器”，应靠近干扰源或敏感元件放置，才能高效滤除干扰。比如在电源模块输出端（干扰源）附近放置 10μF 电解电容 + 0.1μF MLCC 电容，可滤除电源纹波干扰；在模拟传感器电源引脚（敏感元件）附近放置磁珠 + 电容，可阻断外部干扰侵入。

第三招：合理布线，减少信号辐射与耦合

• 电源线与信号线分开布线，避免并行：电源线（尤其是大功率电源线）会产生强磁场干扰，与信号线并行布线时，干扰会通过电磁耦合侵入信号线，建议电源线与信号线交叉布线（夹角 90 度），或间距≥3mm；若空间有限，可在两者之间布置接地铜箔，隔离干扰；
• 高频信号、敏感信号采用屏蔽布线：高频信号（如≥100MHz）、模拟信号（如传感器输出）容易辐射干扰或受干扰，可采用 “屏蔽双绞线” 或 “地线包裹” 布线 —— 屏蔽双绞线指信号线外侧覆盖接地铜箔，铜箔一端接地；地线包裹指在信号线周围布置接地线路，形成 “包围” 结构，减少干扰耦合。比如模拟传感器的信号线采用地线包裹，可将外部干扰导致的信号噪声从 50mV 降至 10mV 以下；
• 避免线路过长、过细、弯折过多：线路越长，辐射干扰越强，受干扰的概率也越大，建议高频信号线路长度≤8cm，模拟信号线路长度≤15cm；线路过细会增加阻抗，导致信号衰减，同时更容易受干扰，建议信号线宽≥0.2mm，电源线宽≥1mm；线路弯折时采用 135 度圆弧过渡，避免 90 度弯折，减少信号反射与辐射。

第四招：科学接地，抑制干扰耦合

• 分区接地，单点汇合：数字地、模拟地、电源地、高频地分别独立布线，避免不同类型的接地电流混合，最后在 PCB 边缘的 “公共接地点” 汇合，形成 “星形接地”，避免接地环路（接地环路会产生环流，引入干扰）；
• 敏感区域多点接地：模拟区、高频区的接地采用 “多点接地”，即每个敏感元件的接地引脚直接连接到该区域的接地铜箔，接地铜箔再连接到公共接地点，缩短接地路径，降低接地阻抗，减少干扰耦合；
• 接地铜箔足够宽：接地铜箔宽度≥2mm（1oz 厚度），确保接地阻抗低（≤50mΩ），干扰电流能快速导入大地，避免接地铜箔上产生电压降，形成新的干扰。