物联产品&设备电磁兼容参考设计思路（五）
D．用对 去耦电容
好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成分。陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路板时，每个集成电路的电源，地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能；另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为0．1uF的去耦电容有5nH分布电感，它的并行共振频率大约在7MHz左右，也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用，对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1uF，10uF电容，并行共振频率在20MHz以上，去除高频率噪声的效果要好一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uF或10uF的去高频电容往往是有利的，即使是用电池供电的系统也需要这种电容。
每10片左右的集成电路要加一片充放电电容，或称为蓄放电容，电容大小可选10uF。
去耦电容值的选取并不严格，可按经验方法C＝1／f计算；即10MHz取0．1uF，对微控制器构成的系统，取0．1～0．01uF之间都可以。
7．参考推荐：行业内朋友们的降低噪声与电磁干扰的一些经验。
（1）能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在关键地方。
（2）可用串一个电阻的办法，降低控制电路上下沿跳变速率。
（3）尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。
（4）使用满足系统要求的最低频率时钟。
（5）时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地。
（6）用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短。
（7）I／O驱动电路尽量靠近印刷板边，让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波，从高噪声区来的信号也要加滤波，同时用串终端电阻的办法，减小信号反射。
（8）MCU无用引脚要接高，或接地，或定义成输出端，集成电路上该接电源地的端都要接，不要悬空。
（9）闲置不用的门电路输入端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端。
（10）印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。
（11）印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。
（12）单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗，成本能承受的话用多层板以减小电源，地的容生电感。
（13）时钟、总线、片选信号要远离I／O线和接插件。
（14）模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟。
（15）对A／D类器件，数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。
（16）时钟线垂直于I／O线比平行I／O线干扰小，时钟元件引脚远离I／O电缆。
（17）元件引脚尽量短，去耦电容引脚尽量短。
（18）关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地。高速线要短要直。
（19）对噪声敏感的线不要与大电流，高速开关线平行。
（20）石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。
（21）弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路。
（22）任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小。
（23）每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。
参考的元件布局基本规则
1．按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开；
2．定位孔、标准孔等非安装孔周围1．27mm内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围；3．5mm（对于M2．5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件；
3．卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路；
4．元器件的外侧距板边的距离为5mm；
5．贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm；
6．金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm；
7．发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布；
8．电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔；
9．其它元器件的布置：
所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直；
10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil（或0．2mm）；
11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过；
12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致；
13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
参考的元件布线规则
1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线；
2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil；
3、正常过孔不低于30mil；
4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil；
1／4W电阻：51＊55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil；
无极性电容：51＊55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil；
5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。
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杜佐兵
电磁兼容（EMC）线上＆线下高级讲师
杜佐兵老师在电子行业从业近20年，是国家电工委员会高级注册EMC工程师，武汉大学光电工程学院、光电子半导体激光技术专家。目前专注于电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。
