干 PCB 设计这些年,碰到最多的问题就是 “我们板子 EMC 不过关,是咋回事?” 其实 EMC 差不是单一原因,多半是几个小问题凑到一块了。今天就列几个最常见的原因,你对照着自己的板子看看,十有八九能找到病根。
接地是 EMC 的 “基础工程”,很多人图省事,要么 “整片铺铜不分区”,要么 “单点接地随便接”,这都是 EMC 差的核心原因:
- 数字地和模拟地混接:数字电路的脉冲电流会干扰模拟电路的弱信号,比如之前有个客户的音频板,数字地和模拟地混接后,喇叭里全是杂音;
- 多点接地乱接:高频信号(≥100MHz)要用多点接地,但很多人给低频电路也多点接地,导致地环路产生干扰;
- 地面开槽:有些人为了走信号线,在地面上开槽,破坏了地平面的连续性,电磁屏蔽效果直接降一半。
电源是 EMC 干扰的 “传输通道”,滤波不到位,干扰会顺着电源线串遍全板:
- 只贴大电容,不贴小电容:大电容(比如 100μF)能滤低频纹波,但滤不了高频干扰(比如 100MHz 以上),必须搭配 0.1μF 的小电容;
- 电容离电源引脚太远:电容引线的寄生电感会 “抵消” 滤波效果,离引脚超过 5mm,滤波能力会降 60%;
- 没加磁珠或电感:对于开关电源,光靠电容不够,得在电源入口加磁珠(比如 100Ω@100MHz),能挡住高频干扰。
布线是 EMC 的 “细节战场”,几个小错误就能让 EMC 崩盘:
- 违反 3W 原则:信号线间距小于 3 倍线宽,串扰会翻倍;
- 长走线没做阻抗匹配:高速信号线(比如 PCIe)阻抗不匹配,会产生反射,反射波就是电磁辐射源;
- 敏感信号走板边:板边的电磁辐射比板中间大 3 倍,比如 AD 采样的信号线走板边,容易被外部干扰 “盯上”。
很多人觉得加个屏蔽罩就完事了,但屏蔽罩没接地,等于 “没加”:
- 屏蔽罩没焊在地上:屏蔽罩要通过接地过孔焊在 PCB 的地层上,间距≤5mm,不然干扰会从缝隙里 “漏进去”;
- 屏蔽罩和器件之间有空隙:屏蔽罩要紧贴器件,至少留 0.5mm 的间隙,不然高频干扰会 “绕过去”;
- 用了塑料屏蔽罩:塑料不导电,根本挡不住电磁干扰,必须用金属屏蔽罩(比如马口铁、不锈钢)。
两层板的 EMC 天生比四层板差,因为电源和地没法紧挨着:
- 两层板没铺完整地平面:地平面是 “电磁屏蔽层”,没铺完整,辐射会大 5 倍;
- 四层板电源和地没相邻:电源层和地层紧挨着,能形成 “电容效应”,吸收电源纹波和电磁辐射,要是分开,效果会差很多。
PCB 电磁兼容性差,不是 “某一个大问题”,而是 “多个小细节没做好”。对照上面的原因自查,把接地、滤波、布线这些细节补全,EMC 基本就能达标。