隨著電子係統的複雜度越來越高，EMC問題也越來越多。為(wei) 了使自己的產(chan) 品能達到相關(guan) 國際標準，設計人員不得不往返於(yu) 辦公室和EMC實驗室，反複地測試、修改設計、再測試。這樣既浪費了人力，物力，也拖延了產(chan) 品的上市時間，給企業(ye) 帶來不可估量的損失。於(yu) 是，如何在產(chan) 品設計的階段就及時發現EMI問題變得重要。PCB布局、布線以及電源層的處理對整個(ge) 電路板的EMI問題有著非常重要的影響。本文將通過實例分析討論如何利用EMIStream來解決(jue) 板級EMI問題。

        隨著電子係統的複雜度越來越高，EMI問題也越來越多。為(wei) 了使自己的產(chan) 品能達到相關(guan) 國際標準，設計人員不得不往返於(yu) 辦公室和EMC實驗室，反複地測試、修改設計、再測試。這樣既浪費了人力，物力，也拖延了產(chan) 品的上市時間，給企業(ye) 帶來不可估量的損失。於(yu) 是，如何在產(chan) 品設計的階段就及時發現EMI問題變得重要。PCB布局、布線以及電源層的處理對整個(ge) 電路板的EMI問題有著非常重要的影響。本文將通過實例分析討論如何利用EMIStream來解決(jue) 板級EMI問題。

        電磁幹擾(EMI)分為(wei) 傳(chuan) 導幹擾和輻射幹擾兩(liang) 種。傳(chuan) 導幹擾主要是電子設備產(chan) 生的幹擾信號，通過導電介質或公共電源線互相幹擾。輻射幹擾是指電子設備產(chan) 生的幹擾信號，通過空間耦合傳(chuan) 給另一個(ge) 電路網絡或電子設備，

        在PCB電路板中，電磁能的存在有兩(liang) 種形式，即差模EMI和共模EMI。當器件輸出的電流流入一個(ge) 負載時，就會(hui) 產(chan) 生差模EMI。當電流流經多個(ge) 導電平麵，如PCB上的導線組或電纜，就會(hui) 產(chan) 生共模EMI。圖1給出了差模EMI和共模EMI的示意圖。
 

差模EMI的計算采用如下公式：

其中，Ip表示電流強度，f表示共模電流的頻率，Ls表示環路麵積，d表示測量天線到電纜的距離。

共差摸輻射的計算采用如下公式：

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其中，I表示電流強度，f表示共模電流的頻率，L表示電纜線長度，d表示測量天線到電纜的距離。

        解決(jue) EMI的主要方法是減少電路板上由各種原因產(chan) 生的輻射能量，而控製EMI的關(guan) 鍵，是降低電源地平麵諧振和電路回流的路徑阻抗，並正確放置旁路和去耦電容。

        本文使用EMIStream工具對板極EMI問題進行分析。EMIStream工具的兩(liang) 大主要功能是支持PCB板全部網絡的EMI分析以及電源諧振分析。EMIStream是由日本NEC公司基於(yu) 多年EMI設計經驗開發的應用軟件，可以用於(yu) Cadence、Mentor Graphics、Zuken和Altium等公司的設計工具中的各種PCB設計流程，在PCB製造之前解決(jue) EMI問題。EMIStream軟件內(nei) 建13條經典EMI檢查規則，均經過日本NEC內(nei) 部產(chan) 品實際設計結果驗證，每個(ge) 檢查規則的設置值是經過實際驗證的最佳理論值。

1．EMIStream分析流程

         圖2是使用EMIStream對電路板進行分析的設計流程。EMIStream嵌入在PCB設計的全過程，在設計階段解決(jue) EMI問題有利於(yu) 減少反複設計的次數。

圖2：使用EMIStream對電路板進行分析的設計流程。

2．布局的EMI檢查

A)當完成布局後，把Allegro數據直接導入EMIStream工具。 EMIStream和Mentor、Zuken、Altium等其他公司的主流PCB設計工具也都有接口，保證數據的完全導入。

B)設定層疊信息，根據PCB板的層疊信息，填寫(xie) 入EMI。

C)根據電路的設計數據，正確填寫(xie) 電路中相關(guan) NET的頻率、串擾組、差分對、電源地信號的設置。

D)設置規則的參數，我們(men) 選擇采用默認參數，同時選擇長度檢查和最大輻射值檢查項目對該板實施檢查。

        檢查結果以對話框的形式顯示出來，用戶點擊錯誤提示，查看有問題的NET，然後采用下麵兩(liang) 個(ge) 方法來消除EMI問題：(1)調整零件的布局位置，減少NET總的長度；(2)調整網絡的拓撲結構，減少共模輻射的強度。

3、布局布線中和完成以後的EMI檢查：

A：當布局布線完成後，實施整板網絡檢查，通過NET Parameter選擇需要檢測的所有關(guan) 鍵信號，比如時鍾、數據、地址線、差分對等，同時可以任意選擇13條規則作為(wei) EMI檢查的基準。

B：13規則包括傳(chuan) 導輻射分析用的2個(ge) 規則、電流回路分析用的3個(ge) 規則、電源和地層分析的2個(ge) 規則、信號完整性分析的4個(ge) 規則、元件布局分析的2個(ge) 規則。

C:檢查結果以對話框的方式顯示出來，按照網絡的EMI問題的嚴(yan) 重程度從(cong) 上到下逐一列出。打開每一條出錯網絡，將列出全部EMI出錯信息(錯誤列表)，有的出錯信息還會(hui) 顯示修改提示，最後列出該網絡的最大輻射值以及差模輻射共模輻射值；同時，該網絡在PCB版圖上將高亮度顯示，所有錯誤用紅圈在網絡上標出(圖3)。
 

圖3：檢查結果以對話框的方式顯示出來，出錯網絡在PCB版圖上將高亮度顯示，所有錯誤用紅圈在網絡上標出。