电磁兼容/电磁干扰的设计技巧和实战设计问答

本文章将以问答的形式，从PCB设计技巧及抗干扰措施、屏蔽设计要点、手持产品干扰源定位及解决方案等角度探讨电磁兼容设计的设计技巧及实战设计中的难题，以帮助工程师进一步理解电磁兼容器件选型方法与设计技巧，更好地进行产品的电磁兼容设计。

Q1：PCB设计中滤波时选用电感值和电容值的方法是什么?

A1：电感值的选用除了考虑所想滤掉的噪声频率外，还要考虑瞬时电流的反应能力。如果LC的输出端会有机会需要瞬间输 出大电流，则电感值太大会阻碍此大电流流经此电感的速度，增加纹波噪声(ripple noise)。电容值则和所能容忍的纹波噪声规范值的大小有关。纹波噪声值要求越小，电容值会较大。而电容的ESR/ESL也会有影响。另外，如果这LC是放在开关式电源(switching regulation power)的输出端时，还要注意此LC所产生的极点零点(pole/zero)对负反馈控制(negative feedback control)回路稳定度的影响。

Q2：PCB设计中模拟电源处的滤波经常是用LC电路。但是为什么有时LC比RC滤波效果差?

A2：LC与RC滤波效果的比较必须考虑所要滤掉的频带与电感值的选择是否恰当。 因为电感的感抗(reactance)大小与电感值和频率有关。如果电源的噪声频率较低，而电感值又不够大，这时滤波效果可能不如RC。但是，使用RC滤波要付出的代价是电阻本身会耗能，效率较差，且要注意所选电阻能承受的功率。

Q3：在设计PCB板时，有如下两个叠层方案： 叠层1 》信号 》地 》信号 》电源+1.5V 》信号 》电源+2.5V 》信号 》电源+1.25V 》电源+1.2V 》信号 》电源+3.3V 》信号 》电源+1.8V 》信号 》地 》信号 叠层2 》信号 》地 》信号 》电源+1.5V 》信号 》地 》信号 》电源+1.25V +1.8V 》电源+2.5V +1.2V 》信号 》地 》信号 》电源+3.3V 》信号 》地 》信号 哪一种叠层顺序比较优选?对于叠层2，中间的两个分割电源层是否会对相邻的信号层产生影响?这两个信号层已经有地平面给信号作为回流路径。

A3：应该说两种层叠各有好处。第一种保证了平面层的完整，第二种增加了地层数目，有效降低了电源平面的阻抗，对抑制 系统EMI有好处。 理论上讲，电源平面和地平面对于交流信号是等效的。但实际上，地平面具有比电源平面更好的交流阻抗，信号优选地平面作为回流平面。但是由于层叠厚度因素的 影响，例如信号和电源层间介质厚度小于与地之间的介质厚度，第二种层叠中跨分割的信号同样在电源分隔处存在信号回流不完整的问题。