高频干扰对PCB电磁兼容性影响的分析与PCB优化

摘要

随着科技的发展，越来越多的电子设备采用高速PCB（Printed Circuit Board）。 然而，由于PCB 工作在高频状态，其产生的瞬态脉冲包含有能够发射电磁干扰（EMI）的高频谐波。这些高频谐波不仅影响PCB 的电磁兼容（EMC）性能，而且影响整个产品的成本。所以，电子设备的电磁兼容分析是现代电子工程设计人员进行设计时必须考虑的。电磁兼容预测把产品的电磁兼容问题解决在产品定型之前，可以节约大量的时间和金钱。电磁兼容预测的主要方法分场的方法、路的方法以及场路结合的方法三种。 PCB 中高频谐波干扰会对PCB 工作性能产生较大影响。本文采用场的方法,并结合使用几种商用软件对PCB 中由高频干扰所带来的电磁兼容性问题进行仿真预测。主要工作包括： 首先，对PCB 电磁兼容性问题进行理论分析。阐明了电磁干扰的本质和条件，分析了PCB 中两种主要的辐射干扰，以及抑制干扰的措施，如：减少干扰源的干扰能量，破坏及减弱干扰噪声传播路径，屏蔽，合理的元件布局与布线等。 其次，对PCB 中高频干扰所带来的电磁兼容性问题进行场仿真分析。采用软件Cadence PSD14.2 和Ansoft Designer1.1 相结合进行分析，得到PCB 的电流图和EM（Electric & Magnetic）近场分布图。根据电流图和EM 近场图，分析改进PCB 设计，以获得更好电磁兼容性能的产品。 第三，在以上工作基础上提出提高PCB 电磁兼容性的优化设计的设想。在PCB 设计过程中加入对PCB 电磁兼容性分析的场仿真，使PCB 的电磁兼容分析有一个直观的参照物，有助于指导PCB 的布局布线，对PCB 优化设计，提高产品性能有重要作用。 最后，对整篇文章进行总结，概括主要研究成果。