印刷电路板EMI/EMC设计关键：映像平面及其处理策略

在EMI/EMC设计讲座中，第四部分着重讨论了印刷电路板（PCB）上的映像平面在设计过程中的关键作用及其处理策略。映像平面，本质上是电路板上的一层铜质导体，其目的是形成射频电流的回传路径，确保电磁兼容性（EMC）标准的满足。这些平面可能是原始信号路径的镜像，如电源或接地平面，也可能是额外的路径，以减少电磁干扰（EMI）和串扰。 对于单面PCB来说，成本较低，但其结构可能不足以应对高速信号的EMC需求。多层PCB，尤其是2层或4层设计，通常有更好的信号完整性，能更好地抑制射频噪声，通过增加层数，每对映像平面可以提供6到8分贝的射频抑制，这主要归功于磁通量的减少。当信号频率超过5MHz，或者上升时间小于5ns时，多层板的使用就显得尤为重要。 在电路板设计中，电感是不可忽视的因素，因为它们影响电流的流动和辐射。电感的三种类型包括局部电感（导线或走线本身的电感）、自感（单个导线区段的电感）和互感（两个或更多导线区段之间的电感）。电感值的计算涉及到磁通量和电流的比率，且取决于回路的形状和尺寸。工程师在设计过程中往往容易忽略走线电感的影响，但必须考虑到封闭回路中电感的影响，因为它可能导致不平衡的共模辐射，从而影响EMC性能。 因此，正确地设计和优化映像平面，包括选择适当的层数和布局，是保证电路板EMI/EMC性能的关键步骤。这包括合理设置电源和接地平面，避免自由空间作为回传路径，以及控制导线间的电感耦合。理解并管理这些因素对于制造高效、合规的电子产品至关重要。