一引言

常言道“不以規(guī)矩不成方圓”，世間萬物都有始有終，就類似一個圓形，在落筆的那瞬間，結(jié)束點也落在起始點。所以，我們的生活中的一切電子產(chǎn)品都亦是如此，在上電的瞬間，電流就會從開始的地方重新回到源頭，而在電子領域里，將之稱為回路。

二PCB layout回路中的EMC問題

根據(jù)法拉第電磁感應定律，回路面積越大，對外部磁場或高頻信號的敏感度越高，同時也會產(chǎn)生更強的電磁輻射（尤其是高頻信號回路）。

【輻射發(fā)射】：大回路相當于天線，可能超出EMC標準限制（如CISPR、FCC）；

【抗擾度】：大回路易受外部干擾（如ESD、射頻干擾）；

地平面分割不當或地回路設計不良，會導致地彈（Ground Bounce）和共模噪聲，引發(fā)EMI問題。

高頻信號（如RF、高速數(shù)字信號）的回流路徑會沿最低阻抗路徑（通常是最近的地平面），若路徑不連續(xù)（如地平面缺口或過孔），會導致回流繞行，增大環(huán)路面積。此外，還可能引發(fā)串擾、信號完整性問題和輻射。

信號線跨越電源或地平面分割時，回流路徑被迫繞行，導致環(huán)路面積增大和EMI風險。

三實際案例

具體情況還是讓我們來看一下實際案例，請往下看：

這是一臺車載中控機，主要存在了時鐘和電源問題下圖是實驗室的擺放圖，如下圖。

其中，該產(chǎn)品是在CEC和RE測試結(jié)果超過標準限值，RE測試結(jié)果可以初步判斷1560MHz是典型的屏時鐘問題，CEC測試數(shù)據(jù)可以初步判斷機器存在DC-DC和時鐘問題。測試的數(shù)據(jù)如下：

在對機器進行排查階段，斷掉了屏排線FPC之后，1560MHz時鐘頻點有明顯的下降。此外，還用頻譜和示波器對機器進行探查，發(fā)現(xiàn)探頭只有在主控到屏的走線上探測到1560MHz頻點，故此可初步判定是屏時鐘的問題。對此可以發(fā)現(xiàn)此時的時鐘的噪聲電流回路如下圖：

圖中1、2、3、4是噪聲電流通過LVDS信號線流到屏中，圖中5、6則是噪聲電流通過分布電容流到屏的大地，再通過排線的屏蔽層大地回到主控板GND與主控LVDS輸出端形成回路。

對此，在屏時鐘上加了濾波電容，噪聲電流也會通過濾波電容到GND，再經(jīng)過GND回到主控，大大地縮短了噪聲電流的回流面積。減小了噪聲對外的輻射能量強度，可以改善機器的EMI問題，回路圖如下：

測試數(shù)據(jù)如下：

在 CEC 測試中發(fā)現(xiàn)存在與 500kHz 開關頻率相關的噪聲及時鐘問題，經(jīng)排查確定為二級電源開關動作和 DSP 時鐘信號諧波所致。

【整改措施如下】：

1.電源輸入端加共模濾波器抑制共模噪聲電流，PCBLayout時對共模濾波器下方地層進行開槽分割，避免電感與地平面產(chǎn)生寄生電容，噪聲經(jīng)過寄生電容從而回路增大；

2.在二級電源SW輸出端添加由電阻與電容串聯(lián)構(gòu)成的RC阻尼吸收電路，消耗開關管開關時的LC諧振能量以抑制諧波傳導；

3.在DSP時鐘上加pf電容進行濾波。

整改之后的測試數(shù)據(jù)如下：

四總結(jié)

綜上所述，噪聲回流路徑是影響EMI性能的關鍵因素。本次整改通過分析噪聲耦合機制，針對屏時鐘、電源開關噪聲和DSP時鐘等關鍵干擾源，采取優(yōu)化回流路徑（增加濾波電容）、阻斷共模傳播（改進共模濾波器布局）以及阻尼抑制（電源端RC吸收）等措施，有效降低了輻射干擾。這些經(jīng)驗表明，控制噪聲回流路徑是解決EMI問題的有效思路，為后續(xù)產(chǎn)品設計提供了重要的EMC優(yōu)化方向。