揭秘十大现场总线技术如何巧妙利用PCB分层堆叠抗衡EMI辐射
为了控制EMI，现代的设计方法包括：利用EMI抑制涂层、选用合适的EMI抑制零配件和EMI仿真设计等。本文将探讨PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用与设计技巧。电源汇流排是IC输出电压跳变速度快的关键，而电容虽能快速去耦，但其有限频率响应特性限制了全频带功率驱动能力。此外，瞬态电压在去耦路径上的电感两端形成共模干扰源。
优化IC周围的高频环境需要一个好的高频电容器收集那些为清晰输出提供高频能量而泄漏出来的部分。同时，优良的电源层应该有足够低的电感以减少共模干扰。此外，要确保连接到IC输入/输出引脚所需短距离连接线。
对于控制共模干扰，我们需要考虑到工作频率，即IC上升时间函数。在100-300ps上升时间范围内，大多数应用都可以使用3mil间距。但随着未来技术发展，这些标准可能会改变。陶瓷或加陶塑料材料可能成为更好的选择。
除了分层策略，还有其他重要因素，如信号走线布局和屏蔽策略。理想情况下，将所有信号走线放置于一层或几层，并紧邻于相应的地面层。这要求对PCB堆叠方案进行精心规划，以实现最佳效果。
4-layer PCB存在一些潜在问题，如传统厚度为62mil，尽管信号层位于外部但仍然无法保证小间距，因为传统四层板即使信号和地面位于不同侧，其间距仍然过大。如果成本是首要考虑因素，可以采用两种替代方案：一种将地面作为最外侧，并且中间两个分别用于信号和供给；另一种则是将供给和地面均分布于最外侧，这样虽然改善了一些方面，但仍不如第一种方案好。
6-layer PCB可以解决密集元件的问题，但某些配置并不利于屏蔽或降低瞬态信号。例如，一种配置将供给并非位于同一位置，因此阻抗较高，对共模辐射不利；另一种则可能增加差模式辐射。而一般来说，将第1及第6、第3及第4各自设置为地平面，则能够获得很好的性能。不过，由於只有两级微带因此不足以满足完整性的需求，如果必要，可通过铺铜填充来提高性能。
10-layer PCB由于绝缘隔离薄弱，因此分配中间六个用于走线的是不佳，最好让它们相邻，每个组合（如1-2, 3-4, 8-9）都保持接近。在布线时要遵循规律，比如X方向走线交替安排，以及Y方向同理，以此类推。当变化方向时尽量利用“过孔”来维持前向通路与回路之间的小耦合力，同时确保回路找到最近可用的接地点，以避免增加环回导致增强磁场影响。
