上元器件的布局對整個板的電磁兼容性影響很大，所以從事硬件電路設(shè)計的工程師很有必要學習上對元器件的布局。下面，我將以學生學習的角度出發(fā)，學習與分析上元器件布局的電磁兼容性設(shè)計。

1、概述

為了在設(shè)計初期給予布局人員更多的指導，應(yīng)盡可能地采用電路框圖以提供更為詳盡的信息，這些應(yīng)該注意的點包括：

（1） 在物理上對電路板上功能性的子模塊進行劃分；

（2） 敏感元器件和I/O端口的位置要求；

（3） 在電路方框圖上作標記，包括被使用的各種正被使用的不同的接地節(jié)點，與此同時也必須重點關(guān)注到他們的連接；

（4） 各種不同的地節(jié)點可以共地的位置，以及不能共地的位置；

（5） 必須靠近地印制線布放信號印制線，再加上其他任何對信號印制線布置有限制的條件。

2、無地平面時的地布局

2.1 印制線的阻抗

為了減小地阻抗上產(chǎn)生的噪聲電壓，地連接的仔細布置要花費很大的功夫。

但是在任何不一樣的印制電路板上，徹底消除閉合的地電流是不切合實際的，另一方面，地設(shè)計就是要設(shè)法降低地阻抗本身的大小。

印制線的阻抗主要由在頻率大于數(shù)千赫茲以上時的電感決定的，減小地連接阻抗的方法有兩種：

（1） 使導線的長度最短，并且如果可能，增加它的長度；

（2） 印制線的返回路徑與其平行并緊鄰放置。

印制線的電感主要是其長度的函數(shù)，其次才與寬度相關(guān)。對于長度等于x英寸（1英寸=2.54cm）、直徑等于y英寸的單根導線，式2-1給出了它的自感大?。?/p>

L=0.0051*x(ln(4/y)-0.75) uH （2-1）

因為電感與直徑之間存在對數(shù)關(guān)系，所以導線的直徑加倍并不會使電感減小50%。若平行的印制線之間的距離足夠遠，則互感的影響可以減小到零，那么電感也會成比例減小。對于間距超過1cm的細導線，互感效應(yīng)可忽略不計。

2.2 網(wǎng)格地

從邏輯上對平行的接地線進行擴展，就會形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的接地布局。這個方式可使地回流電流可以使用的不同路徑的數(shù)目最大化，因此能夠盡量減小任何給定信號走線的接地電感，在單一的信號返回路徑過于復(fù)雜而不能輕易進行定義時，這樣一種結(jié)構(gòu)非常適合具有多個封裝結(jié)構(gòu)的數(shù)字電路的布局。在多數(shù)這樣的布局中，處理保持一致外，網(wǎng)格的孔尺寸才是真正最重要的。

為了使電感最小，往往優(yōu)先選擇寬的地線，而不是選擇細的，但是即使是連接距離較遠的點的細走線，也勝于沒有的情況。在布置信號走線或電源走線之前，先布置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣才能實現(xiàn)比較好的網(wǎng)格地布局。設(shè)計師需要在雙面板上遵守X-Y結(jié)構(gòu)的布線系統(tǒng)—即在一個面上布置所有X軸方向的印制線，而在另一個面上布置所有Y方向的印制線。然后將“干擾性”（大的di/dt）信號印制線靠近地印制線布放，保證總體環(huán)路的面積最小。這樣做也許需要更多的地線，但是為了降低干擾，這應(yīng)該視為可以接受的成本。

2.3 不期望的接地類型

老師說，任何類型的電路都不應(yīng)該使用的地結(jié)構(gòu)的一個樣式就是“梳形”，也就是從電路板的一側(cè)，幾個不同的地分支發(fā)散出去，像一個“山”字那樣。這樣的布局迫使返回電流在一個很大的環(huán)路上流動，即使信號走線是短的、直的，并對輻射耦合和地噪聲的產(chǎn)生都有增強作用。在電路板上不同封裝之間引入的這種大的共地阻抗也會導致電路故障。只要在不同地分支之間的空隙上增加一些橋接線，就很容易將梳妝地轉(zhuǎn)化為嚴格意義上的網(wǎng)格地。