隨著電子系統(tǒng)的復雜度越來越高，EMI問題也越來越多。為了使自己的產品能達到相關國際標準，設計人員不得不往返于辦公室和EMC實驗室，反復地測試、修改設計、再測試，如何在產品設計的階段就及時發(fā)現(xiàn)EMI問題變得重要。PCB布局、布線以及電源層的處理對整個電路板的EMI問題有著非常重要的影響。本文將通過實例分析討論如何利用EMIStream來解決板級EMI問題。

電磁干擾（EMI）分為傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾主要是電子設備產生的干擾信號，通過導電介質或公共電源線互相干擾。輻射干擾是指電子設備產生的干擾信號，通過空間耦合傳給另一個電路網絡或電子設備，

在PCB電路板中，電磁能的存在有兩種形式，即差模EMI和共模EMI。當器件輸出的電流流入一個負載時，就會產生差模EMI。當電流流經多個導電平面，如PCB上的導線組或電纜，就會產生共模EMI。圖1給出了差模EMI和共模EMI的示意圖。

其中，I表示電流強度，f表示共模電流的頻率，L表示電纜線長度，d表示測量天線到電纜的距離。

解決EMI的主要方法是減少電路板上由各種原因產生的輻射能量，而控制EMI的關鍵，是降低電源地平面諧振和電路回流的路徑阻抗，并正確放置旁路和去耦電容。

本文使用EMIStream工具對板極EMI問題進行分析。EMIStream工具的兩大主要功能是支持PCB板全部網絡的EMI分析以及電源諧振分析。EMIStream是由日本NEC公司基于多年EMI設計經驗開發(fā)的應用軟件，可以用于Cadence、Mentor Graphics、Zuken和Altium等公司的設計工具中的各種PCB設計流程，在PCB制造之前解決EMI問題。EMIStream軟件內建13條經典EMI檢查規(guī)則，均經過日本NEC內部產品實際設計結果驗證，每個檢查規(guī)則的設置值是經過實際驗證的最佳理論值。

1．EMIStream分析流程

圖2是使用EMIStream對電路板進行分析的設計流程。EMIStream嵌入在PCB設計的全過程，在設計階段解決EMI問題有利于減少反復設計的次數(shù)。

2．布局的EMI檢查

A）當完成布局后，把Allegro數(shù)據(jù)直接導入EMIStream工具。 EMIStream和Mentor、Zuken、Altium等其他公司的主流PCB設計工具也都有接口，保證數(shù)據(jù)的完全導入。

B）設定層疊信息，根據(jù)PCB板的層疊信息，填寫入EMI。

C）根據(jù)電路的設計數(shù)據(jù)，正確填寫電路中相關NET的頻率、串擾組、差分對、電源地信號的設置。

D）設置規(guī)則的參數(shù)，我們選擇采用默認參數(shù)，同時選擇長度檢查和最大輻射值檢查項目對該板實施檢查。

檢查結果以對話框的形式顯示出來，用戶點擊錯誤提示，查看有問題的NET，然后采用下面兩個方法來消除EMI問題：（1）調整零件的布局位置，減少NET總的長度；（2）調整網絡的拓撲結構，減少共模輻射的強度。

3：布局布線中和完成以后的EMI檢查：

A：當布局布線完成后，實施整板網絡檢查，通過NET Parameter選擇需要檢測的所有關鍵信號，比如時鐘、數(shù)據(jù)、地址線、差分對等，同時可以任意選擇13條規(guī)則作為EMI檢查的基準。

B：13規(guī)則包括傳導輻射分析用的2個規(guī)則、電流回路分析用的3個規(guī)則、電源和地層分析的2個規(guī)則、信號完整性分析的4個規(guī)則、元件布局分析的2個規(guī)則。

C：檢查結果以對話框的方式顯示出來，按照網絡的EMI問題的嚴重程度從上到下逐一列出。打開每一條出錯網絡，將列出全部EMI出錯信息（錯誤列表），有的出錯信息還會顯示修改提示，最后列出該網絡的最大輻射值以及差模輻射共模輻射值；同時，該網絡在PCB版圖上將高亮度顯示，所有錯誤用紅圈在網絡上標出（圖3）。

圖3：檢查結果以對話框的方式顯示出來，出錯網絡在PCB版圖上將高亮度顯示，所有錯誤用紅圈在網絡上標出。

例如，第一個錯誤提示該網絡沒有完整的電流回路，點擊該錯誤，畫面放大顯示并用紅圈標示錯誤的位置。同時，還會彈出對話框，顯示錯誤的原因，并給出幾個修改建議。這些建議包括：（1）修改導線的路徑避免跨不同NET的銅箔，導致參考平面不完整，阻抗失配。（2）修改銅箔的外形，使導線擁有完整的參考平面。第二個錯誤是該網絡的最大輻射dB值，分為差模和共模輻射值。

D：然后，顯示發(fā)現(xiàn)的銅箔錯誤，比如GND銅箔邊緣缺少過孔、過孔間距過大等。

E：串擾檢查幫助檢查同一層并行走的部分或相鄰層交叉的布線是否有串擾。建議修改并行太長的走線。