揭秘PCB分层技巧如何有效控制EMI辐射与解读CAN报文ID的神秘语言
为了控制EMI，现代的设计方法包括：利用特殊的材料、选择合适的零件和仿真技术。本文将探讨PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用与技巧。电源汇流排是IC输出稳定性的关键，它们可以通过放置合适容量电容来快速响应IC输出跳变。但这并不是解决所有问题。由于电容有有限频率响应特性，它们无法在整个频谱中为IC输出提供所需的谐波能量。此外，瞬态电压在去耦路径上的电感两端形成了共模干扰，这些瞬态电压是主要的共模干扰来源。
我们如何解决这些问题？对于我们的PCB来说，IC周围的电源层就像是一块优质高频滤波器，可以收集那些高频能量泄漏到环境中的部分。这还要求一个好的电源层，以便减少共模干扰。确保从IC输入引脚直接连接至焊盘上也是非常重要的，因为数字信号上升时间越来越快。
为了降低共模干扰，我们需要一个有效地去耦和具有足够低阻抗的地面层，这个地面层必须是一个经过精心设计的地面配对。人们可能会问这个好到什么程度算好？答案取决于工作频率，即器件上升时间函数，以及分层间距、介质材料以及等效接地能力。
随着器件发展速度加快，上升时间超过100ps甚至300ps已经不再罕见，对于这样的器件，3mil或更小分层间距和FR4介质不足以满足需求。而陶瓷或增强塑料介质则能够满足这些高速应用。
尽管未来可能会有新的材料和方法，但对于今天常见1-3ns上升时间、3-6mil分层间距及FR4材质板卡，我们通常已足够处理高端谐波并使瞬态信号保持较低水平，使得共模干扰得到很好的控制。本文给出的PCB分层堆叠示例假设使用3-6mil分-layer间距。
关于屏蔽，从走线角度看，一种良好的策略是在一条或多条信号走线中，将其放在同一栅格或者紧邻于供给栅格或地栅格。这就是所谓“隔离”策略。
那么什么样的堆叠策略最有效呢？以下是几种不同类型布局：
四层数组
传统四层数组存在几个潜在问题。首先，即使信号栅格位于外侧，而供给和地栅格位于内侧，由于厚度为62mil，因此供给栅格与地栅格之间仍然相隔较远。如果成本是第一要务，可以考虑以下替代方案：
一种方案将两个外侧都作为地，并且中间两层数为信号/供给。在这种情况下，宽线走向可以让供给路径阻抗降低，同时也使微带路径阻抗降低，从而提高了EMI抑制性能。不过，如果你想要进一步改进，那么第二种方案可以实现这一点，其中外侧走供给和地，并且中间两层数位走信号。这比传统四层数组稍微改善了一点，但总体效果并不显著。此外，无论哪种方式，都需要特别注意确保走线位置尽可能靠近供给铺铜岛底部，并且铺铜岛之间进行充分互连，以保证DC及低频通路连接性强。
六层数组
如果你的板子比较密集，则应该采用六层数数组。但对于六层数阵，有一些配置对屏蔽效果不佳，对瞬态减少也不太有效。下面讨论两个实例：
第一个布局将每个界限分别放在第2级别（即二级）与第5级别（即五级），这样虽然从单元完整性的角度看这是最佳配置，但是它却是不利於控制共模辐射，因为每个界限都有很大的阻抗差异而产生了巨大噪声功率；然而，这样做却是正确的一步，因为它遵循了良好的单元完整性原则；
第二个布局把界限分别放在第三第四各次方，我认为这是一步正当之举因为它既能避免前述的问题，也能够最大化减少噪声功率；不过，如果你想进一步优化这个设计的话，你需要确保你的极端表面的行列数量尽可能短（比如说，比任何一次调试周期长度至少短1/20），然后填充未被占用的空间区域进行铜覆盖，并确保它们彼此连接起来以防止差模式噪声增加；
一般来说，在六次反复时，一般建议第一、二、三次反复都是不同的陆基网络，而最后三次反复则由相同但镜像对称的地基网络构成，以此来抵御各种形式噪声污染。此外，还有一些其他结构，如按照顺序安排三次反复，每一次皆设置自己独特的地基网，然后再用另外三个翻转镜像版本的地方安装相同但翻转后的版图，不过最终结果还是有些许不足之处——尤其是在非平衡的情况下处理制造过程上的困难。
所以，要解决这一问题的一个办法就是填充所有空白区域，然后接触到您的自身某一点，因此您的大型项目现在终于变得更加平衡，而且制造起来也更加简单。
十七 层
由于多重绝缘薄弱，所以十七或者十二帧板卡之间相互之间几乎没有任何物理障碍，只要做得好，不出错，就完全可以达到完美无瑕状态。不过，由于生产十二帧板卡十分困难，大约只有几家公司才具备必要条件。
因此，在十七帧设计时，最理想的是安排其中心部分用于运行发送数据流动，而回路管理数据流动应该始终紧随其后，即便如此，最佳布局如下：送入信息沿X轴移动进入主机，然后回到Y轴继续移动直至返回主机，再回到X轴重新开始等等依此类推。当改变方向时，请通过过孔穿透从第8位回归7位，或穿透过孔从第4位返回7位。在实际操作中，您不能总能这样做，但这只是指导原则。
同样，当信息方向改变时，请通过过孔穿透到8,10,9,7位置进行重新定义。在这种情况下，您将获得最高质量通信系统可实现最佳质量通信系统。如果实际操作不是这样怎么办？
例如，如果1立方体内部信息移动经由过孔穿插至10立方体内部，那么该立方体内部回路只需留在2立方体里，其余保持静默才能维持最小磁场变化最大储存能力同时保障良好屏蔽性能。不幸的是，没有这么完美的情况出现的时候就会出现大规模电子磁场扩散造成严重混乱影响设备正常运行。
当天线必须跨越边界离开当前一对框架另一个框架时，请尽力把接地点附近放置在地点旁边，让回路指令找到最近可用接地点（如装饰物品接地点）。如果恰巧附近存在这样的口径，则真的运气极佳。如果没有找到近似口径可用，那么仅剩下的选项只能导致更多电子磁场扩散——当然不会有什么好事发生！
