馮 玲（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，211156）

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電子儀器PCB設(shè)計(jì)中EMC技術(shù)的應(yīng)用

馮 玲
（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，211156）

摘要：基于電子儀器PCB設(shè)計(jì)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，電磁兼容性、信號(hào)完整性等問(wèn)題逐漸涌現(xiàn)出來(lái)，因而在此基礎(chǔ)上，為了滿足當(dāng)前電子儀器應(yīng)用需求，要求當(dāng)代技術(shù)人員在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)EMC技術(shù)的應(yīng)用，且透過(guò)PROTEL99 SE軟件對(duì)PCB設(shè)計(jì)狀況進(jìn)行分析，由此達(dá)到最佳的PCB設(shè)計(jì)狀態(tài)，并就此提升整體電子儀器設(shè)計(jì)水平，迎合當(dāng)代社會(huì)發(fā)展需求。本文從EMC概述分析入手，旨在推動(dòng)當(dāng)前電子儀器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電子儀器；PCB設(shè)計(jì)；EMC技術(shù)

0　前言

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來(lái)看，IC設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域在可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中逐漸凸顯出信號(hào)傳輸延遲、噪聲等問(wèn)題，影響到了PCB設(shè)計(jì)中信號(hào)的完整性，為此，在PCB實(shí)踐設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)著重提高對(duì)此問(wèn)題的重視程度，并注重強(qiáng)調(diào)對(duì)電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的嚴(yán)格把控，如，試制環(huán)節(jié)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等，且注重觀察PCB設(shè)計(jì)狀況，由此改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下凸顯出的相應(yīng)問(wèn)題，同時(shí)就此實(shí)現(xiàn)對(duì)EMC技術(shù)的合理化應(yīng)用。以下就是對(duì)電子儀器PCB設(shè)計(jì)中EMC技術(shù)應(yīng)用的詳細(xì)闡述。

1　EMC設(shè)計(jì)問(wèn)題概述

在電子儀器PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中存在著信號(hào)干擾現(xiàn)象，同時(shí)呈現(xiàn)出信號(hào)干擾來(lái)源較為多樣性的問(wèn)題，為此，在信號(hào)傳輸過(guò)程中借助EMC技術(shù)隔離、濾波、屏蔽、接地等功能，有助于提高整體PCB設(shè)計(jì)水平。而在EMC技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中為了提升整體應(yīng)用效果，應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)元器件品質(zhì)的觀測(cè)，即在EMC系統(tǒng)建構(gòu)過(guò)程中應(yīng)注重通過(guò)實(shí)驗(yàn)路徑對(duì)EMC技術(shù)所涉及到的元器件耐壓、容量等層面進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)注重在實(shí)驗(yàn)檢測(cè)環(huán)節(jié)開(kāi)展過(guò)程中整合元器件應(yīng)用過(guò)程中凸顯出的相應(yīng)問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行有效處理。

2　電子儀器PCB設(shè)計(jì)中EMC技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1 靜電防護(hù)

在電子儀器PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中，ESD以直接傳導(dǎo)、電感耦合等形式影響著電路運(yùn)行的穩(wěn)定性，為此，為了滿足電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)ESD的防護(hù)。要求相關(guān)工作人員在電子儀器PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重將EMC技術(shù)貫穿于其中，即在新型電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)注重于PCB位置開(kāi)設(shè)金屬化孔，并注重在金屬化孔設(shè)計(jì)過(guò)程中將金屬外殼外部電路與內(nèi)部電路進(jìn)行連接，且在連接位置設(shè)置固定螺絲，最終由此打造良好的內(nèi)外等電位環(huán)境，規(guī)避ESD問(wèn)題的凸顯誘發(fā)電路損壞現(xiàn)象。例如，某電子產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)過(guò)程中為了提升整體PCB設(shè)計(jì)水平，即強(qiáng)調(diào)了對(duì)EMC技術(shù)的應(yīng)用，并注重在EMC設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)置6個(gè)金屬化孔，保障內(nèi)部電路與LCD外殼處在良好的連接狀態(tài)下。此外，該電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中為了規(guī)避ESD現(xiàn)象的凸顯影響到電路運(yùn)行的穩(wěn)定性，于信號(hào)輸入輸出位置安置了ESD保護(hù)器件，并注重佩戴靜電環(huán)，由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)ESD的有效防護(hù)，達(dá)到了最佳的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)狀態(tài)，迎合了當(dāng)前社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 去耦電容配置

在電子儀器PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中，電源系統(tǒng)是影響信號(hào)完整性的主要因素，為此，在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)著重提高對(duì)此問(wèn)題的重視程度，并注重強(qiáng)調(diào)對(duì)EMC理念的應(yīng)用，在去耦電容配置過(guò)程中模擬電路運(yùn)行情景，繼而在電路模擬過(guò)程中全面掌控到電路運(yùn)行過(guò)程中存在的噪聲干擾現(xiàn)象，最終由此實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲現(xiàn)象的有效防控。同時(shí)，在去耦電容配置過(guò)程中為了滿足EMC技術(shù)應(yīng)用條件，要求相關(guān)技術(shù)人員在實(shí)踐設(shè)計(jì)行為開(kāi)展過(guò)程中應(yīng)注重嚴(yán)格把控電源濾波電容輸入端，即確保其取值維持在10-100F的狀態(tài)下，且在去耦電容容量設(shè)置過(guò)程中，為了提升電子儀器應(yīng)用水平，應(yīng)注重將系統(tǒng)頻率控制在＜15MHz的狀態(tài)，并注重依據(jù)電子儀器設(shè)計(jì)要求，將去耦電容配置置于集成芯片位置。例如，某電子產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)過(guò)程中為了提升整體PCB設(shè)計(jì)水平，即采用了0603-AC封裝方法，同時(shí)在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中注重觀察元器件間結(jié)構(gòu)安排的合理性，最終由此達(dá)到了最佳的電子儀器開(kāi)發(fā)狀態(tài)，并就此凸顯出EMC技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.3 熱設(shè)計(jì)

在電子儀器設(shè)計(jì)過(guò)程中，熱設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)起著至關(guān)重要的影響作用，為此，相關(guān)技術(shù)人員在電子儀器線路布設(shè)過(guò)程中應(yīng)注重提高對(duì)熱設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視程度，并注重在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮熱輻射、通風(fēng)等因素的影響，在EMC中元器件布設(shè)過(guò)程中應(yīng)注重將元器件距熱源間的距離控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，同時(shí)在對(duì)電容器等元器件安裝過(guò)程中應(yīng)注重實(shí)時(shí)觀測(cè)過(guò)熱現(xiàn)象，由此滿足熱設(shè)計(jì)需求。例如，某數(shù)碼錄音機(jī)在EMC設(shè)計(jì)過(guò)程中為了規(guī)避電路電性能弱化等問(wèn)題的凸顯，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中致力于將LCD置入到01-Side A位置，同時(shí)注重將KM29216000放置于02-Side A位置，并將PCB板間的距離控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，最終由此滿足了電子儀器開(kāi)發(fā)需求，達(dá)到了最佳的電子儀器開(kāi)發(fā)狀態(tài)。此外，在熱設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)展過(guò)程中，為了緩解EMC設(shè)計(jì)問(wèn)題，應(yīng)注重在大功率器件安裝過(guò)程中，將其置于印制板上方，最終由此達(dá)到了最佳的熱設(shè)計(jì)效果，提升了整體PCB設(shè)計(jì)水平。

2.4 走線長(zhǎng)度、寬度設(shè)計(jì)

在PCB進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)過(guò)程中，走線寬度、長(zhǎng)度影響著信號(hào)傳輸效率，例如，某電子儀器在開(kāi)發(fā)過(guò)程中為了迎合電子儀器生產(chǎn)需求，即將FR-4敷銅作為PCB材料，從而在線路布設(shè)過(guò)程中呈現(xiàn)出外層傳輸延遲140ps/in的現(xiàn)象，即PCB材料的選擇關(guān)系著整體EMC設(shè)計(jì)效果，為此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)著重提高對(duì)此問(wèn)題的重視程度，并注重觀測(cè)較長(zhǎng)線路信號(hào)傳輸滯后效果，由此達(dá)到最佳的電路設(shè)計(jì)狀態(tài)。此外，由于印制導(dǎo)線電感效應(yīng)會(huì)誘發(fā)干擾問(wèn)題，且抑制導(dǎo)線長(zhǎng)度與干擾效果呈現(xiàn)正比關(guān)系，為此，在EMC設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重將印制導(dǎo)線控制在短而寬的狀態(tài)下，由此來(lái)滿足新型電子儀器開(kāi)發(fā)需求。例如，某電子儀器在開(kāi)發(fā)過(guò)程中即充分考慮到了走線長(zhǎng)度、寬度的設(shè)計(jì)影響，將EM78860的第9腳XIN置于晶體振蕩器位置，并注重保障DL16521位置的導(dǎo)線處在較短的狀態(tài)下，由此提升了整體EMC設(shè)計(jì)水平。從以上的分析中即可看出，在PCB進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)走線長(zhǎng)度、寬度的科學(xué)化、合理化設(shè)計(jì)是非常必要的，為此，應(yīng)提高對(duì)其的重視程度，由此滿足新型電子儀器開(kāi)發(fā)條件。

3　結(jié)論

綜上可知，基于電子儀器領(lǐng)域不斷發(fā)展的背景下，PCB設(shè)計(jì)問(wèn)題逐漸引起了人們的關(guān)注，因而在此基礎(chǔ)上，為了保障信號(hào)傳輸?shù)母咝浴⒎€(wěn)定性，要求相關(guān)技術(shù)人員在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)注重強(qiáng)化對(duì)EMC設(shè)計(jì)問(wèn)題的認(rèn)知程度，并注重在EMC技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，從走線長(zhǎng)度、寬度設(shè)計(jì)、去耦電容配置、靜電防護(hù)等層面入手來(lái)應(yīng)對(duì)EMC設(shè)計(jì)過(guò)程中凸顯出的相應(yīng)問(wèn)題，達(dá)到最佳的EMC設(shè)計(jì)狀態(tài)，并就此推進(jìn)電子儀器產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，迎合社會(huì)發(fā)展需求。

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Application of EMC technology in PCB design of electronic instrument

Feng Ling
（Jincheng College of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics，211156）

Abstract：Based on the continuous development of the field of electronic instrument PCB design, electromagnetic compatibility,signal integrity problems gradually emerge and based on,in order to meet the current electronic instrument application demand, contemporary and technical personnel in the process of PCB design should emphasize the application of EMC technology and through Protel99 se software of PCB design were analyzed,so as to achieve the optimum state of the PCB design,and to improve on this overall level of electronic instrument design,to meet the needs of contemporary social development.This paper starts with an overview of EMC,aiming to promote the further development of the current electronic instrument design field.

Keywords：electronic instrument;PCB design;EMC Technology