EMI EMC设计讲座印刷电路板的EMI噪讯对策技巧

随着电子组件功能提升，各种电子产品不断朝向高速化方向进展，然而高性能化、多功能化、可携带化的结果，各式各样的 EMC(Electro Magnetic Compatibility)问题，却成为设计者挥之不去的梦魇。 目 前 EMI(Electro Magnetic Interference)噪讯对策，大多仰赖设计者长年累积的经验，或是利用仿真分析软件针对框体结构、电子组件，配合国内外要求条件与法律规范进行分析， 换句话说电子产品到了最后评鉴测试阶段，才发现、对策 EMI 问题，事后反复的检讨、再试作与对策组件的追加，常常变成设计开发时程漫无节制延长，测试费用 膨胀的主要原因。 EMI 主要发生源之一亦即印刷电路板(Printed Circuit Board，以下简称为 PCB)的设计，自古以来一直受到设计者高度重视，尤其是 PCB Layout 阶段，若能够将 EMI 问题列入考虑，通常都可以有效事先抑制噪讯的发生，有鉴于此本文要探讨如何在 PCB 的 Layout 阶段，充分应用改善技 巧抑制 EMI 噪讯的强度。测试条件 如图 1 所示测试场地为室内 3m 半电波暗室，预定测试频率范围为30MHz~1000MHz 的电界强度，依此读取峰值点(Peak Point)当作测试数据(图2)。 图 3 是被测基板 A 的外观，该基板为影像处理系统用电路主机板，动作频率为 27MHz 与 54MHz，电路基板内建 CPU、Sub CPU、FRASH，以及 SDRAM×5、影像数据/数字转换处理单元、影像输出入单元，此外被测基板符合「VCCI 法律规范等级 B」的要求，测试上使用相同 的电源基板(Board)与变压器(Adapter)。 首先针对被测基板 A 进行下列电路设计变更作业: CPU 的频率线(Clock Line)追加设置 EMI 噪讯对策用滤波器(Filter)，与频率产生器(Clock Generator)( 图 4)。影像输出入单元追加设置 Common mode Choke Coil(DLWxxx 系列)(图 5) 各 IC 电源输入线的 Bypass Condenser 与电源之间，追加设置 Ferrite Beads(图 6)。追加设置 Bypass Condenser，使各 IC 的所有电源脚架，全部从基板电源层(Plane)通过 Bypass Condenser 提供电源(图 7)。 各种 EMI 噪讯对策a.EMI 噪讯对策用电容 接着进行 EMI 测试获得图 8 的测试结果，根据测试结果再进行噪讯抑制设计作业，在此同时将设计变更的被测基板 A 的设计数据读入 EMI 噪讯抑制支持工具，并 针对支持工具指出的主要部位，例如频率线、Bus 导线 Via 周围，分散设置 EMI 噪讯对策用电容(图 9)，主要原...