1．電磁兼容的一般概念

考慮電磁兼容的根本原因在于電磁干擾的存在。電磁干擾（Electromagnetic Interference，簡稱EMI）是破壞性電磁能從一個電子設備通過輻射或傳導傳到另一個電子設備的過程。一般來說，EMI特指射頻信號（RF），但電磁干擾可以在所有的頻率范圍內發生。

電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，簡稱EMC）是指電氣和電子系統、設備和裝置在設定的電磁環境中，在規定的安全界限內以設計的等級或性能運行，而不會由于電磁干擾引起損壞或不可接受到性能惡化的能力。這里所說的電磁環境是指存在于給定場所的所有電磁現象的總和。這表明電磁兼容性一方面指電子產品應具有抑制外部電磁干擾的能力；另一方面，該電子產品所產生的電磁干擾應低于限度，不得影響同一電磁環境中其他電子設備的正常工作。

現今的電子產品已經由模擬設計轉為數字設計。隨著數字邏輯設備的發展，與EMI和EMC相關的問題開始成為產品的焦點，并得到設計者和使用者很大的關注。美國通信委員會（FCC）在20世紀70年代中后期公布了個人電腦和類似設備的輻射標準，歐共體在其89/336/EEC電磁兼容指導性文件中提出輻射和抗干擾的強制性要求。我國也陸續制定了有關電磁兼容的國家標準和國家軍用標準，例如“電磁兼容術語”（GB/T4365-1995），“電磁干擾和電磁兼容性術語”（GJB72-85），“無線電干擾和抗擾度測量設備規范”（GB/T6113-1995），“電動工具、家用電器和類似器具無線電干擾特性的測量方法和允許值”（GB4343-84）。這些電磁兼容性規范大大推動了電子設計技術并提高了電子產品的可靠性和適用性。

2．EMC在PCB設計中的重要性

隨著電子設備的靈敏度越來越高，并且接受微弱信號的能力越來越強，電子產品頻帶也越來越寬，尺寸越來越小，并且要求電子設備抗干擾能力越來越強。一些電器、電子設備工作時所產生的電磁波，容易對周圍的其他電氣、電子設備形成電磁干擾，引發故障或者影響信號的傳輸。另外，過度的電磁干擾會形成電磁污染，危害人們的身體健康，破壞生態環境。

如果在一個系統中各種用電設備能夠正常工作而不致相互發生電磁干擾造成性能改變和設備的損壞，人們就稱這個系統中的用電設備是相互兼容的。但是隨著設備功能的多樣化、結構的復雜化、功率的加大和頻率的提高，同時它們的靈敏度也越來越高，這種相互兼容的狀態越來越難獲得。為了使系統達到電磁兼容，必須以系統的電磁環境為依據，要求每個用電設備不產生超過一定限度的電磁發射，同時又要求它本身要具備一定的抗干擾能力。只有對每一個設備都作出這兩個方面的約束和改進，才能保證系統達到完全兼容。

通常認為電磁干擾的傳輸有兩種方式：一種是傳導方式；另一種是輻射方式。在實際工程中，兩個設備之間發生干擾通常包含著許多種途徑的耦合。正因為多種途徑的耦合同時存在，反復交叉，共同產生干擾，才使得電磁干擾變得難以控制。

常見的電磁干擾主要有以下幾種：

（1）射頻干擾。由于現有的無線電發射機的激增，射頻干擾給電子系統造成了很大的威脅。蜂窩電話、手持無線電、無線電遙控單元、尋呼機和其他類似設備現在非常普遍。造成有害的干擾并不需要很大的發生功率。典型的故障出現在射頻場強為1～10V/m的范圍內。在歐洲、北美和很多亞洲國家，避免射頻干擾損壞其他設備已經成為對所有產品在法律上的強制性規定。

（2）靜電放電（ESD）。現代芯片工藝已經有了很大的進步，在很小的幾何尺寸（0.18um）上元件已經變得非常密集。這些高速的、數以百萬計的晶體管微處理器的靈敏性很高，很容易受到外界靜電放電影響而損壞。放電可以是直接或輻射的方式引起。直接接觸放電一般引起設備永久性的損壞。輻射引起的靜電放電可能引起設備紊亂，工作不正常。

（3）電力干擾。隨著越來越多的電子設備接入電力主干網，系統會出現一些潛在地干擾。這些干擾包括電力線干擾、電快速瞬變、電涌、電壓變化、閃電瞬變和電力線諧波等。對于高頻開關電源來說，這些干擾變得很顯著。

（4）自兼容性。一個系統的數字部分或電路可能干擾模擬設備，在導線之間產生串繞（Crosstalk），或者一個電機可以引起數字電路的紊亂。

另外，一個在低頻可以正常工作的電子產品，當頻率升高時會遇到一些低頻所沒有的問題。比如反射、串繞、地彈、高頻噪聲等。

一個不符合EMC規范的電子產品不是合格的電子設計。設計產品除了滿足市場功能性要求外，還必須采用適當的設計技術來預防或解除EMI的影響。

3．PCB設計的EMC考慮

對于高速PCB（Printed Circuit Board，印制電路板）設計中EMI問題，通常有兩種方法解決：一種是抑制EMI的影響，另一種是屏蔽EMI的影響。這兩種方式有很多不同的表現形式，特別是屏蔽系統使得EMI影響電子產品的可能性降到了最低。

射頻（RF）能量是由印制電路板（PCB）內的開關電流產生的，這些電流是數字元件產生的副產品。在一個電源分配系統中每一個邏輯狀態的改變都會產生一個瞬間的電涌，大多數情況下，這些邏輯狀態的改變不會產生足夠的接地噪聲電壓造成任何功能性的影響，但當一個元件的邊沿速率（上升時間和下降時間）變得相當快的時候便會產生足夠的射頻能量影響其他的電子元件的正常工作。

3.1 PCB上電磁干擾產生的原因

不適當的做法通常會在PCB上引起超出規范的EMI。結合高頻信號的特性，與PCB級的EMI相關的主要包括以下幾個方面：
　　（1）封裝措施使用不適當。如應該用金屬封裝的器件卻用塑料封裝。
　　（2）PCB設計不佳，完成質量不高，電纜與接頭的接地不良。
　　（3）不適當甚至錯誤的PCB布局。