印制板设计的电磁抑制技术分析

张晴

摘要：印制板设计是一项复杂工作，在具体设计过程中需要采用先进的技术，确确保设计的合理性。在印制板设计过程中，要做好电磁抑制技术分析，从而提高印制板性能，使印制板在应用过程中能够发挥良好的作用，供人们使用。

关键词：印制板;电磁抑制;电子产品;电子技术

印制板设计是直到电子产品制作的一项重要内容，其质量会对电子产品的性能造成直接影响。近几年，随着科技的快速发展，印制板的密度不断升高，印制板设计质量会对其在应用过程中的抗干扰能力造成直接影响。若印制板设计不合理，会形成电磁干扰，这会使印制板中电路性能遭受不良影响，甚至会导致其无法正常工作。

1 印制板遭受到的电磁干扰

印制板遭受到的电磁干扰主要来自以下几个方面：

（1）平行导线中间存在电感、电导、电阻、互感效应。印制板在应用过程中，若一根导线上的电流发生了变化，印制板上的另一根导线也会受到影响，这会影响印制板的性能。

（2）印制导线使印制板上的一项重要内容，板外连接导线，甚至元器件引线都可能会转变为接收或发生干扰信号天线，这都会对印制板的性能及应用造成不良影响[1]。擾信号天线是设计高频电路板过程中，设计人员必须注重的一项内容，在实际设计时，要做好相应的分析工作，确保设计的合理性。

（3）电路中的磁性元件也会形成电磁干扰。例如，电磁铁、扬声器等形成的恒定磁场以及继电器、变压器都会形成突变磁场，这会对印制板的性能和应用造成不良影响[2]。

2 抑制板电磁问题的关键机理

抑制板在应用期间如果信号上存在射频电流，移动电荷会形成磁场，磁力线可以通过右手螺旋定则获取，这种磁场的出现会形成反向电场，在距离小于λ/4的进场可以实现的磁场的测定，在距离超过λ/4处，可以测的远程电场，能够利用传导或者辐射方式从印制板向外传送，这也就是电路中的耦合、串扰原理。

另一种对印制板上存在射频能量的解释为：电路要想运行，就必须形成一个闭合回路，该电路回路要将一个零点位面进行参考，参考面通常为地面或地线。在抑制板中的磁场与回路如果无完全耦合，此时，剩余射频电流则会成为关键的电磁干扰源，其就是公阻抗耦合，由此可见，在印制板设计期间，要阻止剩余射频能量的形成，将射频电流去除的过程就是消磁，消磁主要通过布线设计实现[3]。需要注意的是，在进行印制板设计时，无论是采取何种方式进行印制板设计，在印制板中都存在磁场和电场，若没有磁通量，则印制板在应用期间就不会受电磁干扰。因此，在印制板设计时，要尽量对设计问题进行分析，减小磁通量，降低电磁干扰，提高印制板性能。

3 电磁抑制技术分析

3.1 合理布局电路

合理布局电路是设计最早，也是最容易的一项措施，合理布局电力应当从以下几个方面入手：

（1）在布局电路时，在条件允许的情况下，要尽量扩大低电平模拟电路和数字电路力两者之间的距离，通过这种设计方式，可以有效避免公共阻抗耦合问题。

（2）设计印制板时，针对印制板中的低速逻辑电路、中速逻辑电路、高速逻辑电路进行详细划分，保证各项逻辑电路设计的合理性，采取分离法进行对不同的逻辑电路进行设计，确保设计的合理性。

（3）分离接收电路和发射电路，该项内容对于电台、收集等各种收发设备来说尤其重要，做好接收电路和发射电路分离，能够减少印制板在应用期间遭受到的电磁干扰。

3.2 设计地线

（1）针对双面板要先进行地线网络设计，通过这种设计方式进行应用，可以缩小信号环路面积，因为差模和共模辐射两者都与信号环路面积大小成正比，从而降低差模辐射[4]。对于地线网格线条来说，要对线条宽度大小进行明确，从目前的情况来看，线条不需要过宽，其宽度达到0.1mm就能够满足应用要求。需要注意的是，在板面足够宽余的位置处，在条件允许的情况下，要尽量保留地线网，从而使其能够成为零电位平面掩埋开放区。大量的实际设计经验表明，采用地线网格结构与非网格相比，前者在具体应用过程中与后者相比，干扰强度可以降低约10dB。

（2）针对多层板来说，因为存在地线平蛮面，因此，其在运行过程中遭受到的辐射干扰与双层板或单层板相比，前者遭受到电磁干扰强度低了20dB-30dB。

3.3 合理设计电源线

（1）在电源输入端设置旁路电容，对旁路电容进行合理应用，从而减少进入印制板的耦合噪音，减少该项原因引起的各项问题。

（2）降低电源和地线或平面结构中产生的噪声电压，避免地噪声电压过大，从而形成电磁干扰，对设备的应用造成影响。

（3）进行布线时，应当尽量采用地线对电源线进行隔离，从而使电源线能够被合理的隔离在电路外围，在实际设计期间，也可以采用地线进行包夹或掩埋，通过该处理方式，能够有效缩小电源回路面积，最终达到降低电磁干扰的目的[5]。

3.4 科学设置电容引线

印制板中的电容引线不得过长，特别是高频旁路电容中不得存在引线，避免由于引线引起电磁干扰。此外，还需要注意以下内容：

（1）印制板中存在继电器、接触器、按钮等各种元件时，进行操作时可能会发生发电现象，因此，要利用电阻-电容电路，完成对发电电流的吸收。

（2）互补金属氧化物半导体电路输入阻抗高，容易出现感应，因此，在具体应用期间，针对不用端应当接正电源或接地，进而达到抑制干扰的作用。

4结束语：

印制板设计过程中，针对不同类型的电路，设计师在具体设计过程中，要加强对电磁兼容问题的重视，采取合理的设计方式，采取与科学抑制技术，提高电磁兼容性，减低电磁干扰，提高印制板性能。

参考文献：

[1]许康恒，顾国帅，王正之.高频开关电源的印制板设计优化研究[J].数字技术与应用，2018，36（06）：151-152+154.

[2]崔良端，朱忠翰，贾亮，峰金俊，沈岳.高频微波印制板技术及发展前景[J].电子技术与软件工程，2017（15）：88.

[3]肖龙，贺强民，李涛，徐伟玲，刘涛.金属芯印制板在相机电路中的散热应用[J].航天返回与遥感，2016，37（06）：66-75.

[4]刘彰宜，沈礼.一类大尺寸印制板安装孔位的自动排布方法研究[J].电子机械工程，2016，32（06）：56-59.

[5]申德骏，谭超.多层印制板叠层设计对信号完整性的影响研究[J].电子设计工程，2015，23（05）：154-157.