面对电磁辐射干扰，如何轻松进行电子线路设计布局？

 PCB传输线路模型

在PBC Layout中，大部分工程师喜欢把电源线或者信号线和地分开布，这样很危险，因为一旦环路和高频信号的波长接近，就会形成一个环形天线，高频的谐波频率会通过电磁场耦合进来，形成共振。

图4  PCB布线中产生的环形天线

 根据下面两种布线，两个导体会形成一个电容。按照电磁场辐射原理，左边布线，电子在高频运动的时候，很容易形成近场和远场，产生扭结，发射电磁波。同时也很容易接收外来电磁波。而右边布线，电源和地之间，回路足够小，形成闭合回路，电场辐射就非常微弱，很难产生电场辐射，也很难被其他电磁场干扰。

图5  电源和地的布局布线对比

 大部分信号，特别是高速信号，都会设计成差分电路。在差分电路中，主要分为直流分量和交流分量，直流分量不会产生交变磁场，交流分量会产生交变磁场，产生电磁干扰。

图6  差分电路模型

有关差分电路的布局布线问题，其实就是严格按照等长对称线来实现一个封闭电路，电磁场很难穿透差分电路。这就是为何差分信号的传输特性相对比较稳定。除了需要对差分信号做等分布线之外，工程师还需要对差分信号做电源匹配和包地。

图7  差分电路等长对称原理

实际上，在电路结构中，各个回路的电源和地才是整个电路中最大的差分对，大多时候，工程师们喜欢把电源布线，布成如图8所示的结构，在早期的单面板产品布局布线中，这算是最好的布线方法。

图8  传统单面板布局布线图

随着通信速率要求的提高，图8中这个布线结构就会形成天线效应，产生电磁波辐射。所以为了降低电磁干扰，Wolfe Yu建议在布线时将电源和地尽量布在一起。

图9  主芯片电源地布线建议