柳北PCB双面板布线铺地的分析设计

本期专家：杜佐兵

电磁兼容（EMC）线上&线下讲师

杜佐兵老师在电子行业从业近20年，是电工委员会注册EMC工程师，武汉大学光电工程学院、光电子半导体激光技术专家。目前专注于电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。

前言

电子产品中的双面板PCB布线铺地的设计，对于目前低成本的物联网及智能产品来说是众多的设计工程师采用的方法；由于产品系统中需要有晶振推动的MCU/CPU高频工作；PCB的铺地设计能给系统EMC设计带来优势！

铺铜地对EMI有什么影响？

双面板PCB系统铺地的理论和分析

1. 铺地好的方面：

注意信号线的PCB板边缘的走线 如果铺地；这个信号线对外的信号耦合就减小了；PCB铺铜地在PCB板的边缘的地方就要有；

铺铜铺在信号线之间，它就能降低信号间的串扰，串扰中的EMI辐射是跟它间接的关系的！

如果两个都能达到或者做到了 EMI效果就会好！铺地不是每个地方按面积来数的，地要有目标的去铺设才会有好的作用的！

2.我的观点：

PCB有铺铜的条件，且这个铺铜是有作用的，如果能提升EMI的性能；可建议采用PCB铺地铜的法则！

3.注意点：

在这个设计上要铺地就要保证信号的铺地平面与系统的参考地电位的阻抗要足够小；否则这个铺地就会对辐射干扰或抗辐射干扰都会有影响！

实际案例分享

对于高频的应用电子产品线路；系统由于共模电流的干扰EMI的问题，我们在DC-DC直流电流输出端以及功能电路的接口连接器端需要增加共模电感及其组合的LCM*C的EMI滤波器的设计；此时的PCB铺铜地布局布线会对我们的高频EMI就会带来影响；分析参如下：

分析：

1.当电子线路中有共模电感的滤波设计时，前后级进行PCB铺铜地设计时TOP层的走线与BOTTOM底层的PCB铺地就会存在耦合电容Cp;高频的骚扰信号就会通过耦合电容影响共模电感的噪声阻抗性能；等效电路如下：

2.比如系统的设计LCM器件的杂散电容为2pF;其谐振频率点在4MHZ左右；进行PCB的铺铜地的设计由于PCB的布线，其输入的走线与PCB的铺铜地带来有6pF的耦合电容参数；在其LCM的谐振点后就会降低其阻抗值-如上图的频率&阻抗特性曲线参考数据；在进行EMI测试时就会带来高频>4MHZ的高频EMI的问题！

3.在进行PCB双面板布线铺铜地的设计时；在某些电路设计中改进PCB布局及走线就可以降低高频的EMI电磁干扰；简单优化的PCB设计参考如下：

注意：如果接地层存在噪声耦合源，则接地层不应靠近敏感输入电路。

总结

对于PCB双面板的铺铜地不是每个地方按面积来铺设的，铺地要有目标的去铺设才能有好的作用，不正确的铺地设计反而会恶化系统的EMC性能。

实际应用中电子产品的EMC涉及面比较广；我们有时需要对电子设计师遇到的实际问题 进行实战分析！先分析再设计；实现性价比更优化原则！

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