带状线
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➢位于两个实体平面层中间的信号线层上，这两个 实体层可以是地电位，也可以是具有一定电位的电 源平面
➢带状线加强了抗RF辐射发射噪声的特性，但相应 地减缓了传播速度
➢仍然会由于在外层安装的元件而产生辐射
➢使PCB顶层上元件引线电感最小会减小辐射发射 作用
电源与地的层间退耦作用基本上不存在，需要安装分立的退耦 电容器件；
RF回流电流不能不间断地回到源头，除非在信号层布放一条紧 邻电源层的地线条
地 信号 信号 电源
备选结构
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无显著的退耦作用 加强通量对消层 较差通量对消层 无显著的退耦作用
无法修复装配损伤，很难测量和调试；
将时钟线条布放在靠近RF回流路径、接地平板（多层 PCB时）、地网格或接地/保护线条处
将元件塑料封装内产生的磁通引导到零伏参考系统
通过降低时钟或频率振荡电路产生的RF驱动电压来减 弱线条中的RF电流
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线条拓扑结构 两种基本拓扑：微带线和带状线
图 PCB叠层结构举例
PCB很难加工；
可以防止线条上的RF能量向空间辐射，然而这些RF能量会传送 到位于外层的元件的引线端子上。如果没有在元件装配设计时提 供了恰当的RF回流路径，这些元件将辐射所有的内部的RF电能
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射频转移
射频转移是处理电磁能量由高频段向低频段转移 的设计。 射频转移表示，当一个电路的电磁能量由高频段 区域向低频段区域进发时，信号将发生固有的传输 延迟。 引起这种信号传输减缓作用是因为所有的元件都 有输入电容和内部传播延迟
V
I
R
V （时域） rf
Irf Z
（频域）
式中，V是电压，I是电流，R是电阻；Z是阻抗，下标rf 表示“关于射频能量的分量”
当频率低于数千赫兹时，最小阻抗路径就是最小电阻路 径；当频率高于数千赫兹时，电抗的值通常就超过了电 阻值R，最小电抗路径成为主导因素
低频电路
E
高频电路
E
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高频设计中通常需要采用多个到机架地的连接，多 点接地使PCB的电源配送系统的接地阻抗最小化。
每英寸的PCB印制线条大约能附加12-20nH的电感， 这个电感值随着印制线条的宽带和厚度而变化。
该电感同参考平面与机架地之间的集总电容或分布 电容组成了谐振电路并产生振荡。
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I/O互连和接口
低速模拟电路
低速数字电路
具有中速射频带宽的电路内存，支持逻辑总线结构 具有高速射频带宽的电路 （CPU、时钟、缓冲、DMA）
PCB的射频转移的分区
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射频电流密度分布
零伏“0V”参考面或回流平面允许RF电流回到它的负载之中， 这个回流平面完成了功能实现要求的封闭回路电路，线条中的 电流分布使回流结构中的电流蔓延开去。
RF回流电流不能不间断地回到源头，除非在信号层布放一条紧 邻电源层的地线条
信号1 地
电源 信号2
填充物质 层间均等分隔距离
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具有强通量对消特 性
较差的退耦特性， 高电源阻抗
具有强通量对消特 性需要使用接地线 条
布线层的阻抗可以具体设计为期望的数值；
对于多层参考平面的情形，与零伏参考平面邻近的 布线层比邻近电源平面的布线层更具有高速信号线 条的特性
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单面板设计：通常只用于那些不包含周期信号（时钟） 的产品或者用于模拟信号的仪器和控制系统中 ➢单面板PCB一般只用在几百千赫兹工作的情形 ➢最便捷的设计单面PCB的方法是由设计电源和接地线开 始，然后设计高风险信号（时钟），该信号的线条必须紧 靠近接地线条，最后再进行其余线条的设计
信号与地环路
地回路是RF能量产生和传播的主要渠道
关于在PCB上抑制EMI的最重要的设计思想是要设 计一个最优化的地或信号回流回路控制。
为使地平面电位尽量小，高速逻辑和高频振荡元件 必须尽量布放在靠近接地桩附近。
发生RF回路电流的常见的例子是在具有适配卡的典 型的个人电脑进行单点接地的情况，在适配卡插槽和 单点参考地之间产生了很大的回流环路面积，每个回 路都辐射电磁波。
接地桩之间的空间距离不应该大于最高频率或关心谐波所 对应的λ/20。
这种空间间隔距离要求的原理是偶极子天线的特性。
多点接地的概念就是要使信号线条与地回流路径产生的偶 极子效应最小，两个位置点的空间距离越小，产生天线谐 振的频率就越高，在PCB组装时PCB所引起的EMI就越小。
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第7章 印刷电路板基础
无源器件隐含的射频特性 EMC是“巫术”？
为什么一支电容器不仅仅是电容？
为什么电感器不是电感？
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PCB怎样产生射频能量
麦克斯韦方程描述了产生EMI的根本原因是时变电流， 对麦克斯韦方程的高度概括可以认为其方程可以联合 成欧姆定律
信号线条靠近零伏线条， 线条间的尺寸比到参考平 面的距离小得多
四层板设计
信号1
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强通量对消层
地 电源
为获得最低的电 源阻抗采用最小 间隔距离
信号2
层间均等分隔距离
缺乏通量对消作用
信号线条有较高阻抗，可以达到105-130Ω
层间退耦设计可以去除电源到地的开关电能影响（一定的效果）
振荡器
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图 加强型双面板布线中对RF回流的安排
必须在尽量靠近强干扰信号线条的附近布放一条回流线条以便RF 能量能经这个回流路径回到源头去。电源及其回流线必须相互平行 布置，每一个向电源系统中注入开关电能的器件都要加退耦电容
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图 单点接地方法
电路1 电路2 电路3
电路1 电路2 电路3
图 多点接地方法
图 混合接地——电感耦合 注：也可用电容替换电感
单点接地
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当元件、电路、连接器和类似的部件的工作频率在 1MHz以下时，单点地是最好的方式。
在CPU主板或I/O接续器中，采用单点接地方式时， 如果机架金属板为地，就会在零伏参考平面与机架之 间产生回路电流，从而导致辐射发射或传导发射。
在个人电脑和类似的设备中几乎不可能采用单点接 地方式，因为此时的各种装配结构和边缘结构都直接 地接到金属机架的不同位置实现接地。
由电磁场产生的感应电流的转移机制在电路中产生 耦合电压并产生环路结构，多点接地将这些eory and application
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图中是较差的布线设计，在电源和地网络中存在着许多多 余的回路面积。此外，没有给关键线条的RF回流电流准 备回流路程。
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非对称地放置不同封装尺寸的元件，采用同一电源要求的 元件，这已经成为单面板设计的标准做法，上图中的电源 和接地线条采用了径向路由的方法
分布电流共用线条和平面间的公共阻抗，就会由于电流蔓延 而产生互耦合
当线条和平面间距很大时，前进和回流路径之间的回路面积 增加
回流路径的增加增大了电路的电感，而其电感正比于回路面 积
信号线条
I d
地平面
接地方法
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电路1 电路2 电路3
电路1 电路2 电路3
➢当使用双带状线时，两个布线层上的线条是垂直 布置的
叠层安排
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在设计印制电路板时，一个最基本的问题是实现电 路要求的功能需要多少个布线层和电源平面
最好在PCB上就把RF能量抑制下去，而不是靠金属 机箱或封闭的导电塑料盒将RF能量封闭住
每一个布线层都与一个参考的平面（电源或地）相 邻，而只有最外层的微带线或单层板的情况例外， 最外层的微带线只应该是低速线条
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（1）确定沿着最关键电路的信号网络中的电 源和接地点 （2）划分为功能子段布线，考虑敏感元件及 其相关的I/O端口和连接器的要求 （3）将最关键信号网络的所有元件邻近放置 （4）如果需要有多个接地点，确定这些接地 点是否需要连在一起 （5）布防其余线条，但要记住承载RF频段能 量多的线条需要采取通量对消措施，同时要注 意能确保RF回流路径始终是可用的
所以，进行双层板设计时，最好的方法是把它看 成两个单层板来设计，顶层和底层板都采用单 层板的设计规则和设计技术。任何时候都要保 证接地环路控制，要为RF回流电流提供实际 存在的线条。
1W 8W
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1W 2W 1W
参考平面到信号线条的距离 达到8倍印制线条的宽度， 使通量对消作用很小
接地连接的距离 EMC theory and application
如何使PCB组装中的RF回流效应最小呢？
如果多层板安装时有机架地，最简单的方法是在PCB上 设计许多个安装到机架地的接地桩。那么，这些接地点的 相互距离应该有多远？如果设计者有选择位置的可能，那 么在具体地应用这一技术时，应该将接地桩摆放在什么位 置处？