电路PCB的地平面设计对EMI的影响

 

 

一 前言

在电路PCB设计中，地平面设计是一个重要的组成部分，PCB地平面的设计不仅关乎到电子产品的工作性能，而且对于EMC方面的影响也是息息相关。反过来说在EMC设计的过程中，对于电路PCB的地平面设计应该格外注重。

二 接地设计应注意的点

1.多点接地和单点接地应该正确选择

高频电路由于寄生电感的存在，所以高频电路中建议使用多点接地。而低频电路寄生电感基本可以忽略，所以可以使用单点接地的设计方法。 一般来说1MHz以下可以使用单点接地，10MHz以上使用多点接地。

2.数字地和模拟地分开

一般来说，在高频电路中数字地和模拟地建议分区拉开一定距离，地平面不分割。如果模数地干扰太大需要分地时，要注意有布线的地方尽量不要跨越地分割位置，这样信号回流要跨越不同的地层，导致干扰加大。

不合理的地分割示意图（1）

合理的地分割示意图（2）

3. 接地时应该尽可能加粗地线

这样可以使得地线的阻抗尽量的低，避免噪声回流受阻，造成更加严重的噪声干扰。

 

三 整改案例

接下来带来一个实际的整改案例分享，该整改产品为一款车载的流媒体后视镜，下面为该产品的前期摸底数据：

前期摸底电流法数据图（3）

分析：可以看出测试的数据在2MHz-20MHz左右有开关频率的造成的噪声，通过噪声单支的间隔可以确定噪声的来源为背光电源的开关频率噪声。

电源线绕磁环数据图（4）

措施：在给该背光开关电源的整改的过程中，不管是加滤波措施，电源屏蔽，还是给外拉线束绕磁环对该频段的开关噪声都没有明显的作用，在这种情况下就会很干扰整改的判断。

分析：最终发现背光电源的地是完全和驱动的地完全隔开的，他们中间只通过一个高频的共模电感连接，使得两个地之间的阻抗为一个高阻的状态，很多耦合的开关噪声无法顺利回流回电源芯片。

产品电源部分分地图（5）

措施：如上图所示，把电源地和主控的地通过多点连接到一起后在测试，测试数据如下：

接地后测试数据图（6）

通过上述措施后可以看出2MHz-20MHz左右开关频率噪声就是地隔离而引起的，通过地连接提供了回流路径，噪声的强度明显下降。

四 总结

PCB电路设计过程中地隔离往往会涉及到很多方面的因素，这些往往会引起一些难以判断的EMC问题，所以不是在迫不得已的情况下，不建议地隔离。通过这次的分享，希望能给大家能从中得到收益，在产品的前期的设计过程中尽量去规避掉可能存在的地隔离问题，产品的EMC问题自然会有极大的减少。

审核编辑：刘清