电磁兼容技术

二、计算机印刷电路板（PCB）中的电磁兼容（EMC）问题
信息化社会的电子产品越来越趋向高速、宽带、高灵敏度、高密集度和小型化，这种趋势导致了EMC问题更加严重。计算机系统中PCB是一个典型的代表，PCB的电磁兼容（EMC）问题是目前微型计算机设计中急待解决的技术难题。
1、印刷电路板（PCB）中带状线、电线、电缆间的串音和电磁耦合
印刷电路板（PCB）中带状线、电线、电缆间的串音是印刷电路板线路中存在的最难克服的问题之一。这里所说的串音是较广意义上的串音，不管其源是有用信号还中噪声，串音用导线的互容和互感来表示。当在EMC预测和解决EMI问题时，首先应确定发射源的耦合途径是传导的、辐射的、还是串音。例如，当PCB上某一带状线上载人控制和逻辑电平，与其靠近的第二条带状线上载有低电平信号，当平行布线长度超过10厘米时，预期产生串音干扰。当一长电缆载人几组串行或并行高速数据和遥控线时，串音干扰也成为主要问题。靠近的电线和电缆之间的串音是由电场通过互容，磁场通过互感引起的。
当考虑在PCB带状线、电缆中导体或靠近的电线和电缆的串音问题时，是主要的是确定电场（互容）、磁场（互感）耦合哪个是主要的。确定那种耦合模型主要取决于线路阻抗、频率和其他因素。对线路阻抗，一个粗略的原则是：1）当源和接收器阻抗乘积小于3002时，耦合的主要是磁场；2）当源和接收器阻抗乘积大于10002时，耦合的主要是电场；3）当源和接收器阻抗乘积在3002-10002之间时，则磁场或电场都可能成为主要耦合，这时取决于线路间的配置和频率。
然而，上述标准并不适用于所有的情况，例如在地（底）板上PCB带状线之间的串音，这时，PCB上带状线特性阻抗可能较低，而负载和源阻抗可能较高，但串音仍以电场（互容）耦合为主。
一般来说，在高频时电容耦合是主要的，但是如果源或接收器之一或两者采用屏蔽电缆并在屏蔽层两端接地，则磁场耦合将是主要的。另外；低频一般有较低的电路阻抗、电感耦合是主要的。
串音预测计算程序是计算机辅助PCB设计软中的重要内容，通过串音预测，可以保证PCB上数字和模拟信号适当的间距。由Quantic实验室编制的程序GREENFIELF2TM和EESOF编制的 u Wave SPICKE程序可预测串音、延时和振荡。该程序可确定几层PCB布置的电压和脉冲上升时间表格。
电磁耦合预测：当导体之间或信号导体与返回导体（可以是地平面）之间的距离较大时，采用电流元和电流环的发射和接收特性进行耦合预测更为精确。例如PCB上带状线端接高阻抗并远离地平面时，用电流元模拟电场和磁场的发射特性更为方便。当带状线形成环路时，无论是圆形还是矩形，都可用环的接收和发射特性模拟。当两环在同块PCB表面时，则为共面耦合。当一环在一块PCB上面，另一环在附近PCB上时，则为共轴耦合。
2、数字PCB的采用使计算机的电磁辐射加重
计算机等电子设备的电路一般都是由数字PCB实现的，在很多情况下，数字PCB产生的辐射问题要比模拟PCB更为严重。
由于数字电路的驱动电流较大，致使辐射的强度也较大；而高速时钟脉冲和数字信号又使得辐射他的带加宽，由于时钟电路产生的信号一般都是周期方波，春谐波分量都是以基频为倍频的分立频谱，因而，时钟电路的辐射频谱也都是分立的。而数字化的信息信号一般都是非周期信号，其辐射频谱将是窄带与宽带两种辐射的叠加，频率可从几兆到数字百兆赫兹，如此宽的辐射频率范围，不可避免地会引起一系列EMI和TEMPEST问题。