阻抗

导线和回路之间的阻抗以及一对电源回路之间的阻抗，是导线及其回路或电源回路之间电感和电容的函数，阻抗Zo等于L/C的平方根。

从EMI控制的角度来说，希望电路的阻抗较低。当电容较大，电感较小时，只要使导线和其回路间保持紧密耦合(紧密布局)，就能满足要求;当电容减小时，阻抗增大，电场屏蔽能力减弱，EMI增大;当电感增加时，阻抗增大，磁场屏蔽能力减弱，EMI也会增大。

电流路径

每个电路都存在一个闭环回路，当电流从一个器件流入另一个器件，在导线上就会产生大小相同的回流，从而构成闭合回路。在PCB上，当信号流过导线，如果信号频率低(最多几百Hz)，回路电流就会沿着阻抗最小的路径，通常是最短且/或最宽的路径，流回到发送信号的器件。一旦信号频率超过几百kHz(但还在低频范围内)，回流信号就会与信号源发送的信号产生电场和磁场的耦合作用。

这就要求回路应会尽可能靠近始发信号路径。在频率较高时，当一条导线直接在接地层上布置时，即使存在更短的回路，回路电流也要直接从始发信号路径下的布线层流回信号源。在高频情况下，回路电流要沿着具有最小阻抗的路径返回信号源，即电感最小和电容最大的路径。这种靠大电容耦合抑制电场，靠小电感耦合抑制磁场来维持低电抗的方法称为自屏蔽。根据每条导线的回路布线，就能实现自屏蔽。

两种形式的EMI

在电路中，电磁能通常存在两种形式，差模EMI和共模EMI，区别二者有助于更好地理解控制EMI的方法。

电路中器件输出的电流流入一个负载时，就会产生差模EMI。电流流向负载时，会产生等值的回流。这两个方向相反的电流，形成标准差模信号，注意不能与差动信号相混淆。差动信号的另一组信号不是参照回路层(如电源层或地层)，两个信号相位差为180度。无论是差模还是差动工作模式，电路板只能近似达到一个理想的自屏蔽环境，完全抵消信号通路及其回路之间的电场和磁场是不现实的，残留的电磁场就形成了差模EMI。

电流流经多个导电层，如PCB上的导线组或电缆，就会产生共模辐射。典型的共模辐射回路电流流经高阻抗路径时产生，进而产生很大的磁场。磁场以共模电流的形式将其能量耦合到导线组、电线或电缆之中，共模特性表现为这些导线组中的感生电流方向全部相同，由于这些导线没有形成回路，所以不能产生相反方向的电磁场，向外辐射能量的大天线就是这样形成的。更糟糕的是，流入和流出电路板及其外壳的导线、电线或电缆的屏蔽罩中也能产生共模电流。电路板的高阻抗通常有三种情况：

1. 差模电流的回路被切断。布线被不同的层隔断，就迫使回路绕过这些隔断层，从而导致电感环路开路并使电容耦合减小，进而增大电场和磁场。

2. 电源线的不恰当布局，使流向电源引脚的导线变长，也会造成阻抗增大。

3. 电源层相对接地层而言，位置不恰当，从而使PCB的结构造成高阻抗。不恰当的电源分布结构会引起严重的共模EMI问题。

控制共模EMI的关键，是正确处理电源电流的旁路和去耦，并通过控制电源层的位置和电流来控制电源的走线和回路电流。数字器件信号的快速上升沿会产生谐波，进而发出大量射频能量，具备高驱动能力的输出信号和高速周期信号尤其如此(如时钟、地址、数据、使能信号)，共模EMI干扰源的抑制主要针对于此。抑制干扰源的基本技术是在关键信号输出端串入小阻值的电阻，如图2所示，通常采用22到33欧姆的电阻，稍大一些的也没有问题。这些输出端串联小电阻能减慢上升/下降时间并能平滑过冲及下冲信号，从而减小输出波形的高频谐波的振幅，进而达到有效地抑制EMI的目的。电阻的位置应尽量靠近IC输出引脚。

评估上升沿和下降沿时间对整个电路时序的影响是非常重要的，如果由于电路工作时钟频率很高而使得必须计入器件上升/下降沿时间对电路时序的影响，则此解决方案可能不太适合于此类应用。当高速器件应用在工作时钟频率较低的电路时，该方案的效果才最佳。由于目前市场上供应的IC的上升沿和下降沿都很陡，因此许多工作频率较低的应用电路都采用高速器件，此时采用一系列阻尼电阻效果就非常理想。

电源布线系统中，有两个因素对控制共模EMI起到重要的作用：电源路径的阻抗和旁路/去耦电容的位置。

整个电源路径保持低阻抗至关重要。一种方法是，在电源输入电路板处的连接器内，将电源线和地线分组。不要在连接器的一端接电源，而在另一端接地，这会使电感回路开路，而使EMI恶化。电源和地应交替排列，先地层，然后电源层，再地层，再电源层，依此类推。

当多个元件的输出同时发生高低电平变化时，就会产生很大的瞬态电压，因而流过电源层电感的电流就很大。共模EMI的另一个主要原因就是，这些很大的瞬态电压将电流耦合到多条铜导线之中。瞬态电压的振幅是电流开关速度和电源层阻抗的函数，电源层阻抗越小，瞬态电压越小，EMI也越弱。电源和地层之间的绝缘材料越薄，阻抗就越小。

当设计过程中采用独立的驱动电压(Vcc)时，要将电路板的电源层和地线层安排在相邻位置。如果要两个相同电压的布线层驱动大电源电流，则在电路板上要设计两组电源层/接地层。在这种情况下，每一组电源层和接地层都要用绝缘材料分开。如果同一组电源层和接地层之间还插入了其他信号层，则电源层阻抗就会增加，从而导致EMI增加。

在只有双面板的布线中，电源和地层要合理地布成电源网格和接地网格。最佳的布线方法是将电源线和地线相邻紧密布置。如果在板的上层为水平布线，则在下层要垂直布线。电源和地线紧密相邻能实现良好的电容耦合，还可以更好地控制电感。对电源线电感的控制有一定要求。印制板上的线径至少为0.050英寸宽，在允许情况下，要尽可能宽。对于上升时间大于5ns的高速器件，保持电源层的低阻抗十分重要，这时网格技术可能就不能解决问题。当上升时间超过5ns时，就要用电源层和接地层来控制EMI。