高速PCB设计EMI规则探讨
规则一：高速信号走线屏蔽规则
如上图所示： 在高速的PCB设计中，时钟等关键的高速信号线，走需要进行屏蔽处理，如果没有屏蔽或只屏蔽了部分，都是会造成EMI的泄漏。建议屏蔽线，每1000mil，打孔接地。 转自泰齐科技论坛：www.i-tech.com.cn/bbs
本来不想掺和的，但忍不住还是想说两句：
时钟网络包地，对时钟网络而言肯定是有好处的，但是不是包地网络的屏蔽所带来的作用，就不一定了。
首先，因为需要放置一个包地的Trace，无形当中加大了时钟信号和邻近信号间的距离，之间的串扰肯定减小。如果没有包地，而保持同样的大间距，时钟信号未必就没有包地的好。
其次，由于包地网络的影响，对于时钟网络而言，会使原本集中在邻近参考层下侧的电流分布中有一部分趋向与包地网络紧挨的两侧，会有更多的电磁场发散到空气中，反而导致电磁泄漏增大，用任何一个2D的电磁场分析工具都可以看出这个效果，而看不出包地网络有抑制EMI的效果，你能说它有屏蔽作用?
一家之言，不一定正确，大家可以讨论讨论。
很高兴，一发贴就受到攻击。感谢winworm小编参与交流。
首先指出，winworm小编的几点错误：
1、“时钟信号未必就没有包地的好”，请注意：时钟信号波形好，不一定其EMI辐射较小了。举个例子：比如一个时钟网络要控制50欧的阻抗，如是走微带线的话，可为：可以为7mil线宽，4.5mil的信号层和plane层间距，也可以为6mil线宽，4mil的信号层和plane间距。对于信号来讲，他们都是50欧的特性阻抗线，信号质量上基本没有区别，但在电磁辐射抑制上，他们却存在了比较大的区别，前者要比后者来的大。
2、“2D的电磁场分析工具”不知winworm小编指的是那个工具。你提到的“原本集中在邻近参考层下侧的电流分布中有一部分趋向与包地网络紧挨的两侧”这是对的，但如果屏蔽线上没有漏口，屏蔽线上电磁辐射能量，可大部分倍地所吸收。
很高兴能够找到讨论的朋友，我们继续。
1.会不会反而从Guard Trace coupling Noise?
2. Guard Trace该多长打vias到Ground才能在不破坏Ground Plane完整行及有效屏蔽?
3. Guard Trace 是喧泄自己产生的noise居多还是防止外来的noise居多?
Sorry，白天一直很忙，没有时间来回这个帖子。
1、你也误解我的意思了。没错，时钟信号是周期信号，相对于其它信号而言，其辐射强度要大，这是毫无疑问的，所以我一般都建议将时钟信号走在内层。我想说的是，有没有旁边的包地网络，对时钟信号本身而言没有什么影响，对于时钟信号的EMI发射的抑制，作用也不大。国外有人作过这个试验，结论是两者的EMI辐射在目前的测试仪器条件下看不到显著差异。
2、比如Ansoft的Q2D工具，就能看到横切面的电流密度分布。我的意思是，时钟信号与参考平面间本身就有很强的自屏蔽作用，现在在旁边加上一个闭合地网络，反而对这个自屏蔽作用有一定的影响。
还是那句话，一家之言，不一定正确，欢迎大家参与讨论！
反而对这个自屏蔽作用有一定的影响。
能解释下有什么影响么?没看懂：）
我完全相信winworm说的“国外有人作过这个试验，结论是两者的EMI辐射在目前的测试仪器条件下看不到显著差异。”因为外国人的PCB板层实在多。高速信号他们的都会走带状线，而且上下二层都是地层。
在国内就不同了，国内产商为了能够降低成本，能够做两层就做两层，能够做四层的就做四层。2003年我也做过这个实验，我是在1.6mm后的两层板上做的。实验的结果是比较明显的，有屏蔽线和没有屏蔽线的差别有6个db以上。
经过大家讨论，应该说这个规则不是完全错误的，也不是“一家之言，不一定正确”。而是他要起作用，需要满足一定的恶劣条件，他的效果就明显了。假使高速网络都是以带状线的方式走，而且有很好的屏蔽层，那么屏蔽线是不需要的，至少我板上也没有那么做。但如果出现二层板、或四层板，导致比较恶劣的高速信号回流，我认为是完全需要屏蔽线的。
感谢，大家的积极讨论。这里的气氛很好。如果大家有兴趣，我也可以一条一条的规则写出来和大家讨论。我在自己的论坛上都写到第六条了，但都没有人回音呵呵！
Very Good！呵呵，我基本不做四层板，至少也是6层的。
请ifuture继续贴。
我觉得ifuture和winworm说得都有道理，但两个人说得是不同的情况，关键的区别是高速信号线与参考镜像面的距离。
ifuture的1.6mm两层板，信号线与参考面的距离大概为59mil，远远大于一般的信号线宽6～10mil，而winworm说的多层板信号线与参考面的距离与信号线宽相近或小于信号线宽。这样，两层板的场耦合非常不好，加了屏蔽线后，屏蔽线与信号线的距离肯定要比信号线与参考面的距离小的多，使场的耦合效果变好（虽然铜箔厚度非常小）。而多层板本就已经耦和很好，再加屏蔽线效果也不会提高到那里去，因为信号线与屏蔽线耦合的截面积非常小（也就是铜箔厚度）。
在计算微带线的特征阻抗（即折射率）时也体现出来了，对于这两种情况，计算方法也不一样，winworm的那种情况可以用平行板传输线中的公式计算，而ifuture的那种情况不符合平行板传输线的假设，要用保角映射来计算。
以下是引用ifuture在2004-3-24 20:40:01的发言：
2、“2D的电磁场分析工具”不知winworm小编指的是那个工具。你提到的“原本集中在邻近参考层下侧的电流分布中有一部分趋向与包地网络紧挨的两侧”这是对的，但如果屏蔽线上没有漏口，屏蔽线上电磁辐射能量，可大部分倍地所吸收。
很高兴能够找到讨论的朋友，我们继续。
"如果屏蔽线上没有漏口，屏蔽线上电磁辐射能量，可大部分倍地所吸收。" 我有点疑问，我觉得，电磁辐射能量应该是被部分的控制在屏蔽线与信号线之间的介质中，而不是被地吸收。
可能两位的考虑问题的前提不太一样吧！
层数不一样，有时考虑的侧重点是不同的！比如通信板和电脑主板！
感谢讨论，欢迎争辩！
ding！
感谢各位的支持，由于最近工作比较多，发晚请见量，现在我们交流第二条规则：
规则二：高速信号的走线闭环规则
由于PCB板的密度越来越高，很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中，很容易出现这种失误，如下图所示：
时钟信号等高速信号网络，在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果，这样的闭环结果将产生环形天线，增加EMI的辐射强度。
我代表泰齐科技欢迎各位高手到泰齐做客：www.i-tech.com.cn/bbs 一起交流提高。
长导线会产生天线效应，闭环规则倒是没听说过。
请问ifuture和各位高人 ，环形天线的面积和周长跟辐射强度有没什么关系?有时布线避免不了出现环形，该如何减少此种效应?
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如果添加屏蔽线那么是否对原本设计的时钟线的阻抗有影响啊 .
关于闭环规则，应该只适合两层板。如果两个半环中间有隔离平面，闭环效应就小多了，当然也许映像电流形成的漩涡还是对EMI辐射有一定贡献，我没有做个这方面的评估。在尽可能的情况下，还是不要形成这样的闭环为好。
以下是引用梦江南在2004-3-31 9:44:48的发言：
长导线会产生天线效应，闭环规则倒是没听说过。
请问ifuture和各位高人 ，环形天线的面积和周长跟辐射强度有没什么关系?有时布线避免不了出现环形，该如何减少此种效应?
长导线是共模辐射，基本辐射单元模型是短单极天线；闭环是差模辐射，基本辐射单元模型是小环天线。
差模辐射与环电流和环面积成正比，与频率的平方成正比。如果避免不了出现环形，就只有控制环电流和频率(即延缓信号的边缘速率)了，还可以加入参考平面，也可以减少环路面积。
以下是引用飞越无限在2004-4-5 13:53:49的发言：如果添加屏蔽线那么是否对原本设计的时钟线的阻抗有影响啊 .
是有这个问题，尤其是屏蔽线与时钟线的距离近的时候，或者在阻抗控制时考虑这个效应，或者让屏蔽线远离时钟线。
请问所谓的环形线，是仅仅指在同层所形成的环还是包括不同层所构成的环?
以下是引用eva_wu在2004-4-6 12:11:24的发言：
请问所谓的环形线，是仅仅指在同层所形成的环还是包括不同层所构成的环?
当然是指不同层所构成的环。 继续。
等待中----------------
如果中间有屏蔽层，就不存在闭环了。
以下是引用benbenzhuyi在2004-5-27 13:34:18的发言：如果中间有屏蔽层，就不存在闭环了。
有疑问。举例：在环行天线中插入一铝板或铜板（铝板或铜板接地），该环行天线的发射能量会怎么变化。
是有这个问题，尤其是屏蔽线与时钟线的距离近的时候，或者在阻抗控制时考虑这个效应，或者让屏蔽线远离时钟线。
是的,我就碰倒过,时钟信号发生改变,正如winworm所言 ,
請問何為帶狀線?
带状线就是信号线的二边分别由内向外有介子，地平面。
为什么看不到呢！
都是高手,都有道理,顶,支持下, 谢谢.
小弟也得瑟一句，个人认为，包地不只有屏蔽作用，同时也有信号回流的作用，因为每棵trace最终都要以最短路径回到地，即最小环路。这样一来也能通过缩小最小环路来达到减弱其辐射。