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在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中，PCB四層板的電磁干擾（EMI）和射頻干擾（RFI）抑制是確保設(shè)備性能和可靠性的重要環(huán)節(jié)。本文將深入探討四層板EMI/RFI抑制技術(shù)，包括屏蔽過孔與地平面縫合策略，幫助工程師有效管理電磁干擾，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

 一、屏蔽過孔布局

 （一）屏蔽過孔的原理

屏蔽過孔通過在PCB的關(guān)鍵區(qū)域布置過孔，形成屏蔽效果，減少電磁干擾。其原理是利用過孔的導(dǎo)電性，將電磁波反射或吸收，從而減少其對(duì)其他元件和信號(hào)的影響。

 （二）屏蔽過孔的作用

屏蔽過孔可以有效減少電磁干擾，特別是在高頻模塊周圍加裝金屬屏蔽罩，抑制輻射。通過在高頻模塊周圍布置屏蔽過孔，可以確保屏蔽效果，減少電磁泄漏。

 （三）屏蔽過孔的布局優(yōu)化

在高頻模塊周圍布置屏蔽過孔，確保屏蔽效果。同時(shí)，屏蔽過孔應(yīng)盡量靠近模塊，以減少電磁泄漏。屏蔽過孔的間距應(yīng)根據(jù)需要屏蔽的最高頻率來確定，通常建議間距為波長的1/10或更小。

 （四）屏蔽過孔與高頻信號(hào)的協(xié)同設(shè)計(jì)

在高速信號(hào)周圍使用保護(hù)走線或接地過孔，可以有效減少電磁干擾。通過在信號(hào)線旁邊布置屏蔽過孔，可以形成屏蔽效果，減少信號(hào)之間的串?dāng)_。

 二、地平面縫合策略

 （一）地平面縫合的原理

地平面縫合通過在PCB的邊緣或特定區(qū)域布置過孔，將頂層和底層的地平面拼接起來，形成一個(gè)完整的地平面。這種設(shè)計(jì)有助于減少地平面的不連續(xù)性，從而降低電磁干擾（EMI）。

 （二）地平面縫合的作用

地平面縫合可以改善PCB的EMI/EMC特性，通過在PCB周邊全縫合過孔，有助于形成一個(gè)鎖定的法拉第籠，大幅削減降低FCC合規(guī)要求的所有諧波。

 （三）地平面縫合的間距與布局

縫合孔的間距取決于它們必須抑制的頻率和合同制造商的能力。如果應(yīng)用需要非常緊密的過孔間距，可以在第一行內(nèi)放置第二行接地過孔。放置一個(gè)與電路板形狀大致相同的銅平面，但其尺寸比電路板輪廓小百分之幾英寸，使用稱為3H規(guī)則的經(jīng)驗(yàn)法則，使任何信號(hào)層與最近的接地層保持三倍電介質(zhì)厚度的距離。

 （四）地平面縫合與EMI/EMC的關(guān)聯(lián)

通過用多個(gè)過孔拼接頂層和底層的兩個(gè)地平面，整個(gè)PCB形成一個(gè)鎖定的法拉第籠，大幅削減降低FCC合規(guī)要求的所有諧波。這種方法有助于控制雜散發(fā)射，并確保PCB的外邊緣僅包含接地形狀，而所有其他銅線都保留在內(nèi)部，遠(yuǎn)離邊緣。

 三、EMI/RFI抑制的綜合策略

 （一）減少走線電阻和寄生電感

走線的直流電阻和寄生電感是電源噪聲的主要來源之一。為了減少這些因素的影響，可以采取以下措施：

1. 增加走線寬度：增加電源線和地線的寬度，以降低走線電阻。

2. 優(yōu)化走線路徑：盡量縮短走線長度，減少走線的迂回和分支，以降低寄生電感。

 （二）增加去耦電容

去耦電容可以有效濾除電源線上的高頻噪聲。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)芯片的電源要求合理選擇去耦電容的值和數(shù)量，并將其盡量靠近芯片的電源引腳。

 （三）優(yōu)化電源平面布局

電源平面和地平面的布局對(duì)電源噪聲的抑制至關(guān)重要。應(yīng)確保電源平面和地平面緊密相鄰，并盡量減少電源平面和地平面之間的垂直間距，以降低電源阻抗。

 （四）屏蔽與隔離

在高頻信號(hào)周圍使用保護(hù)走線或接地過孔，可以有效減少電磁干擾。通過在信號(hào)線旁邊布置屏蔽過孔，可以形成屏蔽效果，減少信號(hào)之間的串?dāng)_。

 （五）熱管理與EMI控制

確保散熱路徑短且直，使用高導(dǎo)熱材料增強(qiáng)熱量傳導(dǎo)。在高頻模塊周圍加裝金屬屏蔽罩，抑制輻射。

通過以上屏蔽過孔布局與地平面縫合策略，以及綜合的EMI/RFI抑制措施，可以有效管理四層板的電磁干擾，提升PCB的電磁兼容性和信號(hào)完整性。這些設(shè)計(jì)原則和實(shí)踐方法為工程師在電磁兼容設(shè)計(jì)中提供了重要的參考。