高速PCB設計的EMI抑制探討

　　控制的觀點來看，這一做法也是非常有利的，因而該方案成為目前應用最廣泛的六層板設計方案。

　　如果我們能夠有能力將所有的信號走線完全分布在兩層內進行，那么我們可以采用其它更優化的疊層設計：將第1和第6層(兩個表層)鋪地，第3和第4層設置為電源和地。信號線走在2和5層，兩邊都有參考平面屏蔽，因而EMI抑制能力是優異的。該設計的缺點就是走線層只有兩層，布線空間略顯緊張。實際中要靈活處理，比如在鋪銅區內也可以適當走線，只是要注意不能隔斷上層信號的回流通路。

　　還有一種疊層方案為：信號、地、信號、電源、地、信號，這也可實現信號完整性設計所需要的良好的環境：信號層與參考層相鄰，電源層和接地層配對。不足之處在于鋪銅層的堆疊不平衡，這會給加工制造帶來麻煩。解決問題的辦法是將第3層所有的空白區域填銅，填銅后如果第3層的覆銅密度接近於電源層或接地層，這塊板就可以近似地看作是結構平衡的電路板。注意，填銅區必須接電源或接地(最好接地)，連接過孔之間的距離仍然是小于1/20波長。

　　3 電容和接地過孔對回流的作用

　　高速PCB設計中對于EMI的抑制是非常靈活的，設計者永遠不可能很完美地解決所有的EMI問題，只有從小處著手，從對各個細節的把握來達到整體抑制的效果，有時，往往一個看似微不足道的電容或過孔都能起著舉足輕重的作用。也許提到電容對EMI的抑制作用大家都比較熟悉，即利用電容的儲能濾波特性，穩定電壓，消除高次諧波，從而達到降低EMI的效果。在這節里，我們將重點分析一下電容和接地過孔在保證信號低阻抗回路中所起的作用，這也是多層PCB板設計中有效抑制EMI的重要方面之一。

　　多層PCB設計中，由于布線密度，拓補結構的要求，信號走線經常需要在層間切換，如果它所參考的地平面也發生變化，那么該信號的回流路徑將發生變化，從而產生一定的EMI問題，如圖2所示：

　　圖2 信號換層帶來的EMI問題

　　解決這一問題最簡單也是最有效的方法就是合理添加電容或過孔。如果兩個不同的參考平面都是地或都是電源，那么我們可以通過添加接地過孔或者電源連接過孔來為信號的回流提供回路(圖3 A);如果兩個參考平面是電源和地之間的切換，那么就可以利用旁路電容提供低阻抗的回路(圖3 B)。

　　圖3 過孔或電容提供回流通路

　　上圖我們可以看到，在信號走線換層的附近多放置一些接地過孔(電源孔)和電容能為信號提供完整的低阻抗的回路，保證了信號和回流之間的耦合，從而抑制了EMI。需要注意的是，回流通過電容切換參考平面時，由于本身及過孔的寄生電感存在，仍然會產生一定的電磁輻射和信號衰減，所以設計者頭腦里要有一個正確的指導思想：盡量少換層走線，換層后盡量保持信號靠近同一(或者同屬性)的參考平面。