三、 电源的EMC设计

电源方面的EMC设计不仅仅包括开关电源的EMC设计，还包括数字电路、模拟电路方面的电源EMC设计。

开关电源方面的EMC设计主要包括电源前端共模滤波器、差模滤波器设计、开关变压器缓冲回路的参数设计、开关管和快速二极管的吸收回路的设计、开关变压器的屏蔽设计等项目。主要根据具体产品来进行具体设计。

模拟电路和数字电路电源部分的EMC设计是非常重要的一个部分，主要包括BULK去耦电容的选择、IC去耦电容的选择、整体去耦电容的选择、磁珠的选择、滤波方式的选择等。

电源开关的交流回路、整流器交流回路包含高幅梯形电流，这些电流中谐波含量成分很高，其频率远大于开关基频，峰值幅值可高达持续输入/输出直流电流幅度的五倍，过渡时间通常为50ns，这两个回路最容易产生电磁干扰。因此应优先布好这些回路，每个回路中的三种主要器件：滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行设置，调整元器件位置使它们之间的电流回路路径尽可能的短。

开关电源的布线规则为：

1、所有传送交流信号的引线要尽可能的短而宽。
2、尽可能地减少环路面积，以抑制开关电源的辐射干扰。
3、根据印刷线路板电流的大小，尽可能地加粗电源线宽度，减少环路电阻。
4、电源线、地线的走线与电流的方向一致，增加抗噪声能力。

开关电源的地线设计规则为：

1、通常选择单点接地：输入滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点，同一级电路的接地点应尽量靠近，且本级电路的滤波电容应接在该级接地点上，主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的。

2、尽量加粗接地线：地线宽度最好是地线　宽度比电源线宽，如有可能接地线宽度大于3mm，也可以用大面积铜层作为地线用，在印刷板上把没有用上的地方都与地相连，作为地线。

3、控制芯片的接地设计：功率地与信号地最终归为一个地，但功率地与电源地要形成回流，信号地与信号线形成回流，切不可把功率地和信号地混淆，功率地和信号地最终实现单点接地。IC控制地最好在其他交流电路环路都布置好后再放置，控制地要通过一特定的点连接到主电源地，减少检测部分、误差放大器和敏感输入端之间的连接而引入噪声。

四、模拟电路的EMC设计

模拟电路的EMC设计主要考虑EMS，因为模拟器件对产品的抗干扰非常敏感，因此模拟电路主要是在必要的端口加防护器件，抑制外来的电子干扰。常用的防护器件有滤波器件、磁珠、瞬态抑制二极管、共模扼流圈、隔离变压器等。

模拟电路工作在低频状态下，任何mv级的电压变化都会引起工作状态的改变，因此模拟电路的EMC设计主要考虑EMS，对这些灵敏电路单点接地是最好的接地方式，接地的主要目的是防止来自其他噪声元件如数字电路、开关电源、继电器的大接地电流争用敏感的模拟地线。接地环路必须避开一切敏感的低频模拟电路。

　对数模混合的电路，其接地方式最好不要进行地分割。现在芯片发展迅速，大部分芯片中数字电路和模拟电路皆有，对于这种情况，最好将数字地与模拟地混合，而在布局上将模拟部分的外围器件集中放置，远离干扰源。

五、接地设计

接地首先必须采用低阻抗设计，相对于其他电气的连接线，接地设计中要求接地线尽量粗、短，特别是在印制板设计上通常采用大面积连接。在接地设计中，地环路问题也是要重点考虑的问题，但地环回路一般出现在低频场合，大多数情况下采取低阻抗接地通路的设计方案来解决此类问题。

地环路在高速电路设计中不必要太多关心，因为这时很难去掉地环路，需要考虑的是如何降低地线的阻抗，因此数字电路常采用多点接地。但对低频模拟电路及小信号电路，地环路问题又是比较重要的，必须减少地环路面积，抑制地环路对低频模拟电路及小信号电路的骚扰。

在数字电路里，其工作特性不取决于电路中的工作频率，而是取决于该电路工作脉冲的上升沿和下降沿，因此数字电路产生的谐波频带非常宽，且幅度大，因此常采用多点接地减少接地阻抗。

由于现在IC器件往往是模拟和数字电路同时存在，因此在设计中往往采用单点和多点混合接地的形式。在数字电路中，采用多点接地或大面积接地方式；在模拟电路，采用单接地。

实际上，在电路板设计中，上述接地方法可以很好的实现；但是在系统设计的接地设计中，由于要考虑信号传输质量的好坏，另外系统对EMS、安全设计以及相应的EMC性能要求使接地变得更为复杂。

单点和多点接地是设计人员关心的一个问题。单点接地适合小信号和模拟电路，多点接地适合高频电路设计。因为在小信号和模拟电路设计中，mV级的干扰就可能会影响电路的性能，单点接地可以控制电流的路径，避免地环路的形成。而在高频电路中，引线电感和寄生电容都可能是破坏单点接地因素，从而构成大的接地阻抗和隐性的地环路。因此不少工程师通常将数字地与模拟地分开，但由于印制板的限制又不能完全遵循EMC设计原则，导致印制板设计的失败。现代　科学技术的飞速发展，集成芯片的发展速度非常快，一个芯片中往往包括数字电路和模拟电路，如果将数字地和模拟地完全分开，再有经验的PCB工程师估计也难实现。

为了证明数字地与模拟否能混合，国际IEEE委员Tony Waldron在对某大型影剧院进行EMC整改时，将两个地混合为一个完整的地，彻底解决了导线长达20多米的麦克风尖叫（hum）问题，当电源合上时整个影剧院悄无声息，在场的工程师简直不相信自己的耳朵。