一个拙劣的PCB布局、布线能导致很多的电磁兼容与信号完整性问题，在很多例子中，就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题，到最后，不得不对整个板子重新布线。作为《高速PCB的EMC设计与案例分析》大讲台的第一讲，本讲从高速印制电路板的电磁兼容设计的目的入手，重点介绍PCB元器件的EMC布局设计，包括特殊元件放置注意原则、功能分区、PCB元器件通用布局要求。
本期大讲台推出EMC工程师网友杨鹏关于高速PCB的EMC设计的学习力作：详细完整的一一剖析高速印制电路板中布局、布线、接地的EMC设计，并通过具体的实际案例，重点介绍高速印制电路板中的I/O端、混合数/模、时钟、电源、信号完整性等电磁兼容设计。全文中所列的设计规则，可以帮助大家在PCB设计中解决大部分的电磁兼容问题，再通过少量外围瞬态抑制器件和滤波电路及适当的外壳屏蔽和正确的接地，就可以轻松完成一个满足电磁兼容要求的产品。
1．高速PCB的EMC设计目的和重点
印制线路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，是各种电子设备最基本的组成部分，它 的性能直接关系到电子设备的质量或可靠性。随着电子技术的发展，电子设备的运行速度越来越快，其信号上升沿（或下降沿）在亚纳秒范围的数字电路也越来越普 遍。与此同时，电路板上的电子器件密度越来越大，走线越来越窄，不可避免地会引入电磁兼容（EMC）、EMI（电磁骚扰）、信号完整性（SI）、电源完整 性（PI）问题。
如果在新产品的研发过程中，急于求成，沿用原来低频或低速电路板的设计经验，产品的稳定性或可靠性可能很差，甚至很难实现产品的正常功能。一个拙劣的 PCB布局、布线能导致很多的电磁兼容与信号完整性问题，而不是消除这些问题。在很多例子中，就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题。到最后，不得不 对整个板子重新布线。
有关资料显示，90%的电磁兼容问题是由于电路板的布线和接地不当造成的，良好的PCB设计，既能够提高电子设备的抗干扰性能，减小干扰发射，提高传输信号的完整性，并且不增加电路板的生产成本。
高速印制电路板的电磁兼容设计的目的是使板上各部分电路之间没有相互干扰，并使PCB对外的传导发射和辐射发射尽可能降低，达到有关标准要求，并确保高速 信号有较好的信号完整性，以及获得良好的电源完整性。因此，学习和运用电磁兼容与信号完整性知识，对于高速印制电路板设计来说，非常有意义。
在高速PCB的EMC设计中，重点注意周期性时钟信号、高速信号、混合数/模电路、高速信号线的信号完整性、供电电源的电源完整性设计，以及I/O端的接地与滤波设计。
2．PCB的EMC布局设计
印制电路板上元器件布局不当是引发干扰的重要因素,所以应全面考虑电路结构,合理布置板上元器件。首先根据元器件布置需要确定印制电路板的大小和形状。尺寸过大会使印制导线加长,增加阻抗,降低噪声容限;尺寸过小不利于散热,邻近导线、器件易发生感应。
在板上布置元器件,原则上应将输入输出部分，分别布置在板的两极端;电路中相互关联的元器件尽量靠近,以缩短元器件之间连接导线的距离;工作频率接近或工 作电平相差大的元器件应相距远些,以免相互干扰，例如常用的以单片机为核心的小型开发系统电路,在设计和绘制印制电路板图时,宜将时钟发生器、振荡器等易 产生噪声的器件相互靠近布置,将有关逻辑电路部分尽量远离一些。同时,考虑印制电路板在柜内的安装方式,最好将ROM、RAM、功率输出器件及电源等易发 热元器件布置在板的边缘或偏上方部位,以利于散热。
在板上布置逻辑电路,原则上应在输出端附近放置高速电路,例如光电隔离器等,稍远处放置低速电路和存储器等,以便处理公共阻抗耦合、辐射和串扰等问题;在输入输出端放置缓冲器,用于板间信号传送,可有效防止噪声干扰。
电子设备中数字电路、模拟电路以及电源电路的元件布局和布线其特点各不相同，它们产生的干扰以及抑制干扰的方法不相同。
此外高频、低频电路由于频率不同，其干扰以及抑制干扰的方法也不相同。
所以在元件布局时，应该将数字电路、模拟电路以及电源电路分别放置，将高频电路与低频电路分开。
有条件的应使之各自隔离或单独做成一块电路板。此外，布局中还应特别注意强、弱信号的器件分布及信号传输方向途径等问题。
板上装有高压、大功率器件时,与低压、小功率器件应保持一定间距,尽量分开布线。
在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时，应按照下图所示的方式排列元器件。
图1
在元器件布置方面与其它逻辑电路一样，应把相互有关的器件尽量放得靠近些，这样可以获得较好的抗噪声效果与信号完整性。元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑EMC与SI问题。
原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上，要把模拟信号部分，高速数字电路部分，噪声源部分（如继电器，大电流开关等）这三部分合理地分开，使相互间的信号耦合为最小，如上图所示。
时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。如有可能，应另做电路板，这一点十分重要。
一个拙劣的PCB布局、布线能导致很多的电磁兼容与信号完整性问题，在很多例子中，就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题，到最后，不得不对整个板子重新布线。作为《高速PCB的EMC设计与案例分析》大讲台的第一讲，本讲从高速印制电路板的电磁兼容设计的目的入手，重点介绍PCB元器件的EMC布局设计，包括特殊元件放置注意原则、功能分区、PCB元器件通用布局要求。
本期大讲台推出EMC工程师网友杨鹏关于高速PCB的EMC设计的学习力作：详细完整的一一剖析高速印制电路板中布局、布线、接地的EMC设计，并通过具体的实际案例，重点介绍高速印制电路板中的I/O端、混合数/模、时钟、电源、信号完整性等电磁兼容设计。全文中所列的设计规则，可以帮助大家在PCB设计中解决大部分的电磁兼容问题，再通过少量外围瞬态抑制器件和滤波电路及适当的外壳屏蔽和正确的接地，就可以轻松完成一个满足电磁兼容要求的产品。
1．高速PCB的EMC设计目的和重点
印制线路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，是各种电子设备最基本的组成部分，它 的性能直接关系到电子设备的质量或可靠性。随着电子技术的发展，电子设备的运行速度越来越快，其信号上升沿（或下降沿）在亚纳秒范围的数字电路也越来越普 遍。与此同时，电路板上的电子器件密度越来越大，走线越来越窄，不可避免地会引入电磁兼容（EMC）、EMI（电磁骚扰）、信号完整性（SI）、电源完整 性（PI）问题。
如果在新产品的研发过程中，急于求成，沿用原来低频或低速电路板的设计经验，产品的稳定性或可靠性可能很差，甚至很难实现产品的正常功能。一个拙劣的 PCB布局、布线能导致很多的电磁兼容与信号完整性问题，而不是消除这些问题。在很多例子中，就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题。到最后，不得不 对整个板子重新布线。
有关资料显示，90%的电磁兼容问题是由于电路板的布线和接地不当造成的，良好的PCB设计，既能够提高电子设备的抗干扰性能，减小干扰发射，提高传输信号的完整性，并且不增加电路板的生产成本。
高速印制电路板的电磁兼容设计的目的是使板上各部分电路之间没有相互干扰，并使PCB对外的传导发射和辐射发射尽可能降低，达到有关标准要求，并确保高速 信号有较好的信号完整性，以及获得良好的电源完整性。因此，学习和运用电磁兼容与信号完整性知识，对于高速印制电路板设计来说，非常有意义。
在高速PCB的EMC设计中，重点注意周期性时钟信号、高速信号、混合数/模电路、高速信号线的信号完整性、供电电源的电源完整性设计，以及I/O端的接地与滤波设计。
2．PCB的EMC布局设计
印制电路板上元器件布局不当是引发干扰的重要因素,所以应全面考虑电路结构,合理布置板上元器件。首先根据元器件布置需要确定印制电路板的大小和形状。尺寸过大会使印制导线加长,增加阻抗,降低噪声容限;尺寸过小不利于散热,邻近导线、器件易发生感应。
在板上布置元器件,原则上应将输入输出部分，分别布置在板的两极端;电路中相互关联的元器件尽量靠近,以缩短元器件之间连接导线的距离;工作频率接近或工 作电平相差大的元器件应相距远些,以免相互干扰，例如常用的以单片机为核心的小型开发系统电路,在设计和绘制印制电路板图时,宜将时钟发生器、振荡器等易 产生噪声的器件相互靠近布置,将有关逻辑电路部分尽量远离一些。同时,考虑印制电路板在柜内的安装方式,最好将ROM、RAM、功率输出器件及电源等易发 热元器件布置在板的边缘或偏上方部位,以利于散热。
在板上布置逻辑电路,原则上应在输出端附近放置高速电路,例如光电隔离器等,稍远处放置低速电路和存储器等,以便处理公共阻抗耦合、辐射和串扰等问题;在输入输出端放置缓冲器,用于板间信号传送,可有效防止噪声干扰。
电子设备中数字电路、模拟电路以及电源电路的元件布局和布线其特点各不相同，它们产生的干扰以及抑制干扰的方法不相同。
此外高频、低频电路由于频率不同，其干扰以及抑制干扰的方法也不相同。
所以在元件布局时，应该将数字电路、模拟电路以及电源电路分别放置，将高频电路与低频电路分开。
有条件的应使之各自隔离或单独做成一块电路板。此外，布局中还应特别注意强、弱信号的器件分布及信号传输方向途径等问题。
板上装有高压、大功率器件时,与低压、小功率器件应保持一定间距,尽量分开布线。
在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时，应按照下图所示的方式排列元器件。
图1
在元器件布置方面与其它逻辑电路一样，应把相互有关的器件尽量放得靠近些，这样可以获得较好的抗噪声效果与信号完整性。元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑EMC与SI问题。
原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上，要把模拟信号部分，高速数字电路部分，噪声源部分（如继电器，大电流开关等）这三部分合理地分开，使相互间的信号耦合为最小，如上图所示。
时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。如有可能，应另做电路板，这一点十分重要。
顶楼主，感谢分享！
顶起啊，谢谢分享！！