教你在電路板設計中通過傳輸線抑制EMI

做好PCB設計絕對是一名電源新手成功向高手進階的證明之一，如果能在做好PCB設計的同時控制好電路板中的EMI，那么更是證明了設計者的實力。那么如何在高速PCB的設計過程中對EMI進行有效的控制呢?本文就將從傳輸線參數的角度來為大家進行分析。

傳輸線RLC參數和EMI

對于PCB板來說，PCB上的每一條走線都可以有用三個基本的分布參數來對它進行描述，即電阻、電容、電感。在EMI和阻抗的控制中，電感和電容的作用很大。

電容是電路系統存儲系統電能的元件。任何相鄰的兩條傳輸線之間，兩層PCB導電層之間以及電壓層和周圍的地平面之間都可以組成電容。在這些所有的電容中，傳輸線和它的回流電流之間組成的電容數值最大，也數量最多，因為任何的傳輸線，它都會在它的周圍通過某種導電物質形成回流。

根據電容的公式：C=εs/(4kπd)，他們之間形成的電容的大小和傳輸線到參考平面的距離成反比，和傳輸線的直徑(橫截面積)成正比。我們都知道，如果電容的數值越大，那么他們之間存儲的電場能量也越多，換句話說，他往外部泄露系統能量的比率將更少，那么這個系統產生的EMI就會得到一定的抑制作用。

電感是電路系統中存儲周圍磁場能量的元件。磁場是由流過導體的電流產生的感生場。電感的數值表示它存儲導體周圍磁場的能力，如果磁場減弱，感抗就會變小，感抗變大的時候，磁場就會增大，那么對外的磁能量輻射也會變大，即EMI值越大。所以系統的電感越小，那么就能對EMI進行抑制。在低頻情況下，如果導體變短，厚度變大，變寬的時候，導體的電感就會變小，而在高頻情況下，磁場的大小則和導線及其回流構成的閉環面積的函數，如果把導線與其回路靠近，由于回流和本身電流大小相等(在最佳回流狀態)方向相反，所以兩者產生的磁場就會相互抵消，降低了導體的感應電感，所以，保持導體上電流和其最佳回流路徑，能夠一定程度的減小EMI。

而在一個實際電路中，導線的電容和電感是融合為一體的，如果只分析電容或者只考慮電感都有些片面，所以我們引入阻抗。阻抗是傳輸線上輸入電壓對輸入電流的比率值(Z0=V/I)。導線和回路之間的阻抗是導線及其回路之間電感和電容的函數，阻抗ZO等于(L/C)1/2。

通過前面的分析和阻抗ZO的公式，從抑制EMI角度上來說，希望阻抗越小越好。當阻抗比較小即電容較大和電感較小的時候只要保持電路的正常布線，使電流保持最佳回流路徑，就可以使EMI控制在最小。而當電容變小，電感變大，將會使系統屏蔽電磁場能量的能力下降，外泄電磁場能量增加，EMI變大。

通過以上的介紹可以看到，如果想要保持高速PCB當中的EMI抗性，就需要對電容進行部分的調整，以便于讓電流保持最佳的回流路徑，從而達到對EMI電磁干擾進行最大程度抑制的效果。當然這也是站在只以EMI抑制為目的角度來進行的，在實際操作中要考慮的因素則要更多。