确保笔记本电脑PCB EMC的三个设计考虑

说到笔记本电脑的PCB，一般会选择6层或8层的电路板。然而，基于成本考虑，6 层 PCB 是 PCB 设计人员的最佳选择。遗憾的是，6 层 PCB 的 EMC（电磁兼容性）设计一直困扰着电路板设计人员。

笔记本电脑开发设计是一个如此复杂的过程，EMC 设计必须从头到尾仔细考虑。事实上，最佳 EMC 的实现取决于本文将详细介绍和讨论的三个关键考虑因素。

首先考虑：方案设计

在笔记本电脑PCB设计的过程中，首先要进行方案设计，即在真正开发之前，必须确定产品的整体布局和宏观分布，包括芯片和孔位。然后，EMC工程师将进行EMC评估，调整芯片位置和孔位要求，使其符合EMC要求，如桥位和时钟芯片位置和跟踪。可绘制笔记本电脑PCB草图，以便更好地进行EMC评估。

EMC评估主要包括以下几个方面：
• 跟踪位置和路由。应检查LCD与主板之间的连接线走线或FFC-FPC连接器的走线。
• PCB高度限制检查。高速信号线不能布置在零高度区域，即电路板与环境配置一起。环境配置包括 HDD、ODD 等。
• 外壳屏蔽区域检查。高速信号线不能布置在暴露区域或有裂缝的区域，因为它们会降低屏蔽效率，如键盘位置、内存盖等。
• 笔记本电脑盖检查。包括硬件盖和内存盖，因此接地点可以与外壳屏蔽每 30mm 连接。
• 每个单元检查中的小 PCB 接地 - 应保证每个单元中的小 PCB 与通过螺钉接地之间的完美连接，以便避免较大的接地阻抗，阻止噪声信号向太空辐射。
• 一些专用电路应保留预留接地点，以确保低接地阻抗。
• 电源噪声区域检查。电源区域的不稳定会导致整个设计失败或通过向每个芯片提供不稳定的电源并产生扰动来驱动芯片远离稳定。
• 最重要的一条规则是PCB上的领先芯片的布局及其跟踪趋势应予以确认和检查。

第二个考虑：PCB设计

PCB设计是EMC努力的重要环节，优秀的PCB设计是实现最佳EMC的前提。没有考虑 EMC 的 PCB 设计无疑会浪费金钱和时间。 PCB 设计应该问的第一个问题是电磁干扰 (EMI) 是如何产生的以及它为什么会传播。除非两个问题都得到准确回答，否则无法获得最佳的 PCB 设计。这些问题的答案将在本文的以下部分讨论。理想的PCB设计规则是：在设计之初就必须考虑EMC，并应坚持设计合理性。此外，最好应用低成本的追踪技术。印刷电路板的详细设计规则包括：
• 高速信号线不能敷设在连接器下方，电源电路应远离连接器。
• 高速信号线不能敷设在任何平面上的PCB边缘，板边缘与这些线之间的间距至少应为50mils。
• USB、LAN、PCI卡信号线应尽可能远离高速信号线或受到保护与地线。此外，接地孔应设计合理。
• 高速信号线应内层铺设。
• 由于MIC phone/headphone 是模拟电路，因此应与其他电路一样多地侵犯它们
• 时钟信号线从IC出来后应布置在内层，并应从I/O接口处的信号线和其他走线处违反。时钟信号线应靠近参考地平面布置，以提高图像效果。此外，当所有时钟信号走线都靠近时钟源时，RC 端子连接应可用。
• 电源和地的布局应尽可能紧凑，减少环路问题。电源之间的护城河宽度为 15mil，地平面完整，不包含跟踪。应减少分路接地，因为分路过多会增加接地阻抗。
• 合理应用去耦电容也是PCB设计中的一个关键问题。应禁止高速信号线从顶层穿过底层，并应设置接地孔以降低接地阻抗。此外，应在 IC 端子和每个电源层上添加去耦电容。至少，应提前保留解耦电容器位置。
•应根据其应用和定价适当地应用抗EMI组件。

第三个考虑：PCB 检查

首先，一个概念应该根植于工程师的脑海中，高频的自由空间阻抗是377ohm。对于普通EMI的空间辐射，由于信号环路达到了可以等效于空间阻抗的阶段，所以信号是从空间辐射出来的。要理解这一点，有必要拉低信号环路阻抗。

控制信号环路阻抗的主要方法是减少信号长度和缩小环路面积。此外，应进行适当的端子连接以控制环路反射。事实上，控制信号回路的一种方法是关键信号接地。由于走线本身具有高频阻抗，因此最好利用接地线或接地线通过通孔连接几次接地。许多这样的设计成功地避免了时钟信号的辐射超出。

此外，为了阻止信号通过分割区域，许多工程师在跟踪过程中将信号划分为地面，但没有记住。结果，信号环路覆盖面积大，走线长度增加。

在EMI传输部分，合理应用旁路电容和去耦电容至关重要。旁路电容必须布置在芯片电源引脚和最小引线的地线上。去耦电容应布置在电流需求变化最大的地方，以阻止因跟踪阻抗而从电源线和地线耦合的噪声。当然，磁性可以用来吸收噪音。电感器有时也可用于过滤噪声。但需要注意的是，电感的频率响应范围和封装也决定了它的频率响应。

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