【導(dǎo)讀】電子產(chǎn)品多功能化、高速化、小型化的發(fā)展，意味著對內(nèi)部時鐘頻率的要求將越來越高。因?yàn)闀r鐘信號是周期信號，所以在頻域上的能量是集中在某個頻率上的，這也就造成了時鐘EMI測試超標(biāo)的問題。
在此，講述一個時鐘EMI超標(biāo)的重要原因：時鐘信號的回流路徑設(shè)計(jì)不合理。對于時鐘而言，回路面積越小，輻射就越小！
1經(jīng)典實(shí)驗(yàn)
讓我們先看一個經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)裝置：同軸電纜的一端接信號發(fā)生器，頻率可變；另一端接50Ω電阻負(fù)載。同軸電纜的兩端外皮（金屬編織層）用一根短粗的銅線連接起來，銅線的電阻和電感都很小。在銅線上套一個電流卡鉗，用示波器監(jiān)視銅線中電流的大小。
實(shí)驗(yàn)過程：將信號源的頻率從低往高調(diào)，觀察銅線中電流的變化。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)頻率低于1kHz時，電流幾乎全部走銅線，當(dāng)頻率高于10MHz時，電流幾乎全部同軸電纜的外屏蔽層，1kHz 和10MHz 之間，兩個路徑都有。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：高頻電流總是走電感最小的路徑，也就是回路面積最小的路徑。因?yàn)榛芈冯姼蠰 = F/ I （F是磁通量，I是回路電流），而磁通量跟回路面積成正比，所以回路面積小，回路電感也就小。
2經(jīng)典整改案例
這是一個儀表盤的案例，兩層板，其架構(gòu)如下圖，儀表盤屏?xí)r鐘從MCU出來，經(jīng)過PCB走線到FPC插座，然后經(jīng)過FPC到屏。
下圖左邊紅色為屏?xí)r鐘走線，理論上PCB中的時鐘回流是緊貼著紅色時鐘走線，也就是按照黃色虛線回流，但實(shí)際上，從右邊PCB圖中我們可以看到，高亮部分是地，而紅色時鐘線附近的地并不完整，中間有一段是分割的，所以會導(dǎo)致時鐘回流的時候?qū)ふ移渌窂椒祷卦炊耍S色虛線），增大了時鐘的回路面積，加強(qiáng)了輻射。
整改對策：用導(dǎo)線將分割的地連接起來，使屏?xí)r鐘回流地完整。
整改前后測試對比：
從測試結(jié)果可以看出來，整改只是加了一根普通的導(dǎo)線，但是EMI下降卻非常明顯，這體現(xiàn)了時鐘回路面積的重要性。
所以，設(shè)計(jì)PCB時，一定要注意減小高頻信號的回路面積！
推薦閱讀：
