实用EMI噪讯对策技术讲座(13)印刷电路板

印刷电路板在设计之初往往有相当大的问题，尤其是在基板、Layout、布线…等部份都需要注意，本文将从这些面向加以探讨。
 
印刷电路基板的噪讯对策

几乎所有的电路都使用印刷电路基板，这意味着印刷电路基板的噪讯对策俨然成为噪讯对策的核心。

如图1所示，印刷电路基板内的电路可以分成三大类：
*电源/大地电路
*主信号电路（）
*接口电路

主信号电路是执行实际电路动作的部位，主信号电路随着电路的种类与用途，还能够再细分成数个单元。接口电路是执行印刷电路基板与外部信号交易（接口）的电路，接口电路以噪讯对策立场而言，它具备防止印刷电路基板外部的噪讯渗入电路基板，以及电路基板内部的噪讯放射至基板外部两种功能。

电源/大地（ground）电路主要功能是提供电源给信号电路与接口电路，大地具备不平衡电路的折返线功能。原本电源与大地必需维持稳定的电位，不过实际上电源与大地会各自产生共通阻抗（impedance），因此在噪讯对策上属于非常棘手部位。
　

印刷电路基板的Layout

以噪讯对策观点而言，必需根据种类与用途将电路加以分类，才能够将噪讯对策配置（Layout）在印刷电路基板上。原则上高噪讯加害性电路与低抗噪讯电路，最好能够分别配置在独立的电路基板上，不过实际上基于成本与电路规模等考虑，两电路混载情况相当普遍。

如上所述高噪讯加害性电路与低抗噪讯电路，两者必需尽量分开配置，尤其是噪讯很大的信号线，尽量避免长距离回绕布线。加害性很高的布线则尽量避免通过低抗噪讯电路周围，如果采取平行或是密接布线时，crosstalk会有变大之虞。 布线的回绕方式取决于组件的配置，为达成上述布线原则，组件的配置成为重要的课题。

图2是典型的印刷电路基板Layout范例，如图所示该电路基板是复数个电路基板之中的一片，此时只要透过主机板就能够进行信号交易。主机板执行基板之间的数据交易时通常会有Bus通行，虽然图2的基板主体是数字电路，不过却混载小规模的模拟电路。

数字电路透过主机板端的接口电路，除了与其它基板进行接口（interface）之外，数字接口还能够与外部进行其它接口作业。 模拟电路能够与外部进行模拟信号交易，模拟电路单元设有A/D转换器，为了避免模拟电路对数字接口发生噪讯干扰，因此设置A/D转换器时必需远离数字接口。

模拟电路的电源必需与数字电路的电源完全分开独立设置，不过模拟电路的电源电压若与数字电路的电源电压相同时，模拟电路的噪讯很低的情况除外，模拟电路可以使用部份的数字电路电源，此时必需在模拟电源的入口处设置滤波器，杜绝数字电路的噪讯。

至于大地则是将数字与模拟单元连接成一点，再利用数字与模拟连接部位的图案（pattern）不规则回绕设计使它具备若干的阻抗，再利用该阻抗能够使数字与模拟单元产生分离效果。