PCB

单片射频器件大大方便了一定范围内无线通信领域的应用，采用合适的微控制器和天线并结合此收发器件即可构成完整的无线通信链路。它们可以集成在一块很小的电路板上，应用于无线数字音频、数字视频数据传输系统，无线遥控和遥测系统，无线数据采集系统，无线网络以及无线安全防范系统等众多领域。

1 数字电路与模拟电路的潜在矛盾

如果模拟电路（射频）和数字电路（微控制器）单独工作可能各自工作良好，但是一旦将两者放在同一块电路板上，使用同一个电源供电一起工作，整个系统很可能就会不稳定。这主要是因为数字信号频繁的在地和正电源（大小3 V）之间摆动，而且周期特别短，常常是ns 级的。由于较大的振幅和较小的切换时间，使得这些数字信号包含大量的且独立于切换频率的高频成分。而在模拟部分，从天线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于1μV。因此数字信号与射频信号之间的差别将达到10-6（120 dB）。显然，如果数字信号与射频信号不能很好的分离，微弱的射频信号可能遭到破坏，这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。

2 RF 电路和数字电路做在同块PCB 上的常见问题

设计高效和紧凑型 DC/DC 转换器的技巧由一群对转换设计所涉及之物理学和支持性数学知识有着深入了解、同时兼具一定程度之工作台经验的工程师负责实行。对于博德图、麦克斯韦方程组的深刻理解以及针对极点和零点的关注融入到了精致的 DC/DC 转换器设计中。然而，IC 设计师通常避开了对令人担忧之热问题的处置，这项工作常常落在封装工程师的身上。

对于负载点 (POL) 转换器而言，热量是个大问题，这类转换器空间紧凑，容纳了很多需要小心对待的 IC。POL 稳压器之所以产生热量，是因为还没有电压转换效率能达到 100%。结构、布局和热阻能使封装发热到什么程度? 封装的热阻不仅使 POL 稳压器的温度升高，还使 PCB 及周围组件的温度升高，因此增大了系统散热方案的复杂性、尺寸和成本。

人们主要通过两种方法来减少 PCB 上 DC/DC 转换器封装的热量：

简介

ADM2582E/ADM2587E是完全集成的信号和功率隔离RS-485/RS-422收发器。信号隔离利用ADI公司的iCoupler®数字隔离技术实现。ADM2582E/ADM2587E还包括一个集成高压隔离DC/DC电源，其采用ADI公司的isoPower®技术实现。因此，器件不需要外部DC/DC隔离模块。电源变压器是所有隔离电源的关健组件。isoPower集成变压器以180MHz到400 MHz的开关频率工作。隔离在印刷电路板(PCB)上实现，分离的参考层由物理隔离间隙隔开。由于PCB布局上有隔离间隙，不需要的电流环路可能会产生辐射。在PCB布局期间遵守一些基本电磁抑制原则和概念，可以减轻辐射。

对于新手来说，在单片机的电路设计中可能不会很注意电路设计中电磁干扰对设计本身的输入输出的影响，但是对于一个电子工程师来说其中的厉害关系就不言而喻了，它不仅关系了单片机在控制在中的能力和准确度，还关系到企业在行业中的竞争。

对电磁干扰的设计我们主要从硬件和软件方面进行设计处理，下面就是从单片机的PCB设计到软件处理方面来介绍对电磁兼容性的处理。

一、影响EMC的因数

1.电压

电源电压越高，意味着电压振幅越大，发射就更多，而低电源电压影响敏感度。

2.频率

高频产生更多的发射，周期性信号产生更多的发射。在高频单片机系统中，当器件开关时产生电流尖峰信号;在模拟系统中，当负载电流变化时产生电流尖峰信号。

3.接地

在所有EMC题目中，主要题目是不适当的接地引起的。有三种信号接地方法：单点、多点和混合。在频率低于1MHz时，可采用单点接地方法，但不适宜高频;在高频应用中，最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地，而高频用多点接地的方法。地线布局是关键，高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。

4.PCB设计

随着信号的沿变化速度越来越快，今天的高速数字电路板设计者所遇到的问题在几年前看来是不可想象的。对于小于1纳秒的信号沿变化，PCB板上电源层与地层间的电压在电路板的各处都不尽相同，从而影响到IC芯片的供电，导致芯片的逻辑错误。为了保证高速器件的正确动作，设计者应该消除这种电压的波动，保持低阻抗的电源分配路径。

为此，你需要在电路板上增加退耦电容来将高速信号在电源层和地层上产生的噪声降至最低。你必须知道要用多少个电容，每一个电容的容值应该是多大，并且它们放在电路板上什么位置最为合适。一方面你可能需要很多电容，而另一方面电路板上的空间是有限而宝贵的，这些细节上的考虑可能决定设计的成败。

没有阻抗控制的话，将引发相当大的信号反射和信号失真，导致设计失败。常见的信号，如PCI总线、PCI-E总线、USB、以太网、DDR内存、LVDS信号等，均需要进行阻抗控制。阻抗控制最终需要通过PCB设计实现，对PCB板工艺也提出更高要求，经过与PCB厂的沟通，并结合EDA软件的使用，按照信号完整性要求去控制走线的阻抗。

不同的走线方式都是可以通过计算得到对应的阻抗值。

微带线（microstrip line）

•它由一根带状导线与地平面构成，中间是电介质。如果电介质的介电常数、线的宽度、及其与地平面的距离是可控的，则它的特性阻抗也是可控的，其精确度将在±5％之内。

根据Prismark统计，未来在全球电子信息产业持续发展的带动下，预计2017年全球PCB市场的产值将达553亿美元，将由2016年的542亿美元增长到2021年的604亿美元，年复合增长率约为2.2%。电子产品呈现两个明显的发展趋势：一是轻薄短小，二是高速高频。相应地带动下游PCB的技术变化及市场趋势成为众多业者关注重点。

高层板和HDI需求提升

未来，大规模集成电路的深入应用，将进一步驱动PCB迈向高精度、高层化。高层板配线长度短，电路阻抗低，可高频高速工作，性能稳定，可承担更复杂的功能，是电子技术向高速高频、多功能大容量发展的必然趋势。目前8层以下的PCB主要用于家用电器、PC、台式机等电子产品，而高性能多路服务器、航空航天等高端应用都要求PCB的层数在10层以上。

HDI布线密度相对普通多层板具有明显优势，成为当前智能手机主流的主板选择。智能手机功能日益复杂而体积又向轻薄化发展，留给主板的空间越来越少，要求有限的主板上承载更多的元器件，普通多层板已经难以满足需求。

1、如何选择PCB 板材？
选择PCB 板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得平衡点。设计需求包含电气和机构这两部分。通常在设计非常高速的 PCB 板子(大于 GHz 的频率)时这材质问题会比较重要。例如，现在常用的 FR-4 材质，在几个GHz 的频率时的介质损耗(dielectric loss)会对信号衰减有很大的影响，可能就不合用。就电气而言，要注意介电常数(dielectric constant)和介质损在所设计的频率是否合用。

2、如何避免高频干扰？
避免高频干扰的基本思路是尽量降低高频信号电磁场的干扰，也就是所谓的串扰(Crosstalk)。可用拉大高速信号和模拟信号之间的距离，或加 ground guard/shunt traces 在模拟信号旁边。还要注意数字地对模拟地的噪声干扰。

3、在高速设计中，如何解决信号的完整性问题？
信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻抗(output impedance)，走线的特性阻抗，负载端的特性，走线的拓朴(topology)架构等。解决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。