电磁兼容与信号质量：硬件设计的双重挑战

电磁兼容基础

电磁兼容(EMC)研究如何使各种电气设备在有限资源条件下和谐工作而不降低性能。其设计目标包括：

1. 确保设备内部电路互不干扰，实现预期功能
2. 将设备产生的电磁干扰控制在规定范围内
3. 提高设备对外界干扰的抵抗能力

电磁干扰需具备三个条件：干扰源、敏感装置和耦合途径。PCB的EMC设计正是围绕这三个要素展开，采取减弱干扰源、切断耦合途径和增强抗干扰能力的策略。

信号质量概述

随着电子设备频率不断提高，传输线效应日益显著，信号质量问题逐渐成为高速PCB设计的核心。信号质量主要通过匹配和端接等技术手段，控制信号的反射、窜扰和时延，确保信号传输过程中能够准确重现原始波形。

电磁兼容与信号质量的关联

这两个领域紧密相连。在产品内部考虑EMC本质上就是确保功能实现，其分析方法与信号质量控制高度相似。两者都致力于减少反射、窜扰和振铃，控制信号辐射强度，降低对外界干扰的敏感度，确保各信号和单板之间正常工作。

电磁兼容与信号质量的差异

尽管密切相关，两者仍有明显区别：

1. 分析视角不同：EMC从场的角度分析问题，而信号质量关注信号波形
2. 分析域不同：EMC主要在频域考虑问题，信号质量则在时域分析
3. 解决方案不同：EMC工程师倾向于使用屏蔽、接地和滤波技术，而信号完整性工程师偏好匹配和端接方案
4. 信号沿要求矛盾：EMC希望减缓信号上升/下降沿以减少辐射，而在高频应用中，信号质量考虑可能要求更陡的信号沿

差分线与EMC的关系

差分线设计本身就是优秀的EMC设计实践：

1. 辐射干扰显著降低(两线电磁场相互抵消)
2. 抗干扰能力增强(共模抑制)
3. 地电位噪声影响减小

 

可查看企业号演示视频，后期我们还会介绍多种与EMC设计相关的实践…