<p><em>作者：张小林、詹育云, 来源：韬略科技EMC</em></p>
<p> PCB是电子产品最基本的部件，也是绝大部分电子元器件的载体。当一个产品的PCB设计完成后，可以说其核心电路的骚扰和抗扰特性就基本已经确定下来了，要想再提高其电磁兼容特性，就只能通过接口电路的滤波和外壳的屏蔽来“围追堵截”，这样不但大大增加了产品的后续成本，也增加了产品的复杂程度，降低了产品的可靠性，因此工程师要掌握一些PCB Layout技巧，规避一些常犯的错误。本文列举了一些常见的Layout错误，希望对广大工程师有借鉴作用。</p>
<p><strong>一. PCB的EMC布局的核心原则</strong><br />
PCB的EMC布局的核心原则就是从空间上避免不同器件之间的相互干扰。</p>
<p>1.功能区域划分</p>
<p>（1）按速度区域划分</p>
<img alt="按速度区域划分" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="ebab67ac-14c0-42ec-a7b2-17afdb0803eb" height="311" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1%EF%BC%9A%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E5%88%92%E5%88%86_0.png" width="643" />
<p>当线路板上同时存在高、中、低速电路时，应该遵从上图中的布局原则，避免高频电路噪声通过接口向外辐射。</p>
<p>（2）按功能区域划分</p>
<img alt="按功能区域划分" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="0e05dc49-2781-47e1-8a9b-10e42581e34b" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE2%EF%BC%9A%E6%8C%89%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E5%88%92%E5%88%86_0.png" />
<p><br />
多种模块电路在同一PCB上放置时，数字电路与模拟电路、高速与低速电路分开布局。避免数字电路、模拟电路、高速电路以及低速电路之间的互相干扰。</p>
<p>2.PCB布局设计时，应充分遵守沿信号流向直线放置的设计原则，尽量避免来回环绕。</p>
<img alt="PCB布局设计" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="23df33e9-9451-49b7-81c5-f1b1595e1703" height="217" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3%EF%BC%9APCB%E5%B8%83%E5%B1%80%E8%AE%BE%E8%AE%A1_0.png" width="635" />
<p>3.对于特殊元件的位置时要遵守以下原则：</p>
<p>尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。</p>
<p>某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。</p>
<p>重量超过15g的元器件，应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。</p>
<p>对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便调节的地方;若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。</p>
<p>应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。</p>
<p><strong>二. 常见错误举例</strong><br />
常见错误1：晶振出现在单板接口连接器1000mil以内。</p>
<img alt="常见错误1：晶振出现在单板接口连接器1000mil以内。" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="d88cf36e-34ba-4e2f-9daf-fa3dd576b911" height="337" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE4%EF%BC%9A%E5%B8%B8%E8%A7%81%E9%94%99%E8%AF%AF1_0.png" width="547" />
<p>问题分析：</p>
<p>晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件出现在单板接口连接器1000mil以内，干扰会直接向外辐射或在外出电缆上耦合出电流来向外辐射。</p>
<p>解决办法：</p>
<p>（1）晶振远离接口连接器1000mil以外。；</p>
<p>（2）接口增加滤波电路，滤除高频干扰信号。</p>
<p>常见错误2：线路板电源输入口的滤波电路（共模电感）没有靠近接口放置。</p>
<img alt="常见错误2：线路板电源输入口的滤波电路" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="7b7e0963-a1d5-4bc4-9a4a-f4b8d5cafc91" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE5%EF%BC%9A%E5%B8%B8%E8%A7%81%E9%94%99%E8%AF%AF2.jpg" />
<p>问题分析：</p>
<p>线路板电源输入口的滤波电路远离近接口放置，可能导致已经经过了滤波的线路被再次耦合。</p>
<img alt="线路板电源输入口的滤波电路远离近接口放置" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="0f717cca-13d3-4ae6-8481-f2b5cbb40e78" height="165" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE6%EF%BC%9A%E6%BB%A4%E6%B3%A2%E7%94%B5%E8%B7%AF.png" width="631" />
<p>解决办法：</p>
<img alt="解决办法" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="3f83bcce-17d4-4e75-9763-d10ba0115496" height="158" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE7_8.png" width="595" />
<p>共模电感靠近电源端口放置，同时注意地的隔离，如下图。</p>
<img alt="共模电感靠近电源端口放置" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="27aff10d-d9c0-44c2-8a37-2759df168d6c" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE8_3.jpg" />
<p>常见错误3：器件摆放位置不合理。</p>
<img alt="常见错误" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="c320d4ca-4ba7-4e58-b90d-ca43c3a502e7" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE9_7.png" />
<p>问题分析：</p>
<p>TVS静电抑制器不能起到应有的保护作用，主要是由于PCB中器件布局不合理造成，信号线在没经过TVS前通过过孔直接连接到MCU。</p>
<p>解决办法：</p>
<p>改变TVS和过孔位置，把TVS并联在管脚和MCU之间PCB走线 上。</p>
<p>总结：</p>
<p>TVS等保护器件在PCB布局时，应靠近接口放置，并且保护器件应该位于被保护器件与端口之间，信号先经过保护器件，再由保护器件引向被保护器件。</p>
<p><strong>三. PCB整体布局总结</strong><br />
高速、中速、低速电路要分开；</p>
<p>强电流、高电压、强辐射元器件远离弱电流、低电压、敏感元器件；</p>
<p>模拟、数字、电源、保护电路要分开；</p>
<p>多层板设计，有单独的电源和地平面；</p>
<p>对热敏感的元件（含液态介质电容、晶振）尽量远离大功率的元器件、散热器等热源。</p>
<p>希望通过此文的简单介绍，能帮助大家加深对PCB布局设计的理解，提前做好PCB的优化设计，一劳永逸。</p>
<p>文章转载自：<a href="javascript:void(0);" id="js_name">韬略科技EMC</a></p>