硬件老手实战 三步搞定EMC抗干扰设计

笔者亲自测试了STM32F103C8T6核心板，经历了电源层分割不合理致使辐射超出标准3dB的情况，对于新手而言，依照步骤逐个进行操作，便能够很容易地躲开这类较为常见的问题。

第一步 定位干扰源并调整开关频率

在Altium Designer之内把PCB文件打开后，点击那个名叫“工具”的菜单里的“信号完整性分析”，把DC-DC电源网络选中，实际测量得出开关频率在200kHz的时候谐波干扰最强。进入原理图那次，寻找电源芯片的RT/SYNC引脚，把频率设定电阻从10kΩ更换成2K7，将目标频率调整至135kHz。这个频率躲开了常见FM频段的倍频干扰，而且效率仅仅下降了不到2%。

新手需避坑，常见报错为调整后电源发出啸叫，或者输出电压纹波增大至100mV以上。核心缘由是你未对输出电容的ESR参数进行同步修改。能快速解决此问题的办法是，把输出电容由MLCC更换为两颗22μF电解电容作并联处理，这样就能立刻实现稳定。

第二步 优化PCB布局与层叠结构

开启PCB布局界面，挑选“设计”菜单之中的“层叠管理器”，把四层板转变为：顶层信号，内层1完整GND，内层2电源，底层信号。关键参数乃是GND层厚度设定成1.0盎司铜厚，原因在于：低于1.0盎司之时高频阻抗偏大，高于1.0盎司成本会增加而且收益递减。随后把晶振下方全部走线清除，紧靠晶振输出脚放置22pF对地电容。

【新手需防入坑】 常常出现的报错情况为，辐射测试于80MHz邻近之处依旧超出标准范围，其最为关键的缘由在于，GND层被过孔截断从而形成了“地槽”。需留意进行检查：信号过孔之间的间距不得小于30mil，电源过孔应当集中放置在输入电容的附近。

第三步 接口处添加共模扼流圈与方案取舍

于原理图里头寻觅出全部的对外连接器，也就是USB以及RS485这样两个，于信号线跟GND之间插入共模扼流圈。操作的路径是，从元件库去挑选Würth 744232161，把参数设定成阻抗100Ω@100MHz。现下对两种实际操作方案做对比：第一种方案是LC滤波，具体是电感加上电容这样的组合，第二种方案就是共模扼流圈。低频信号（<1MHz）选方案A成本低，高速信号（如USB 2.0）必须选方案B，否则差分阻抗失配导致丢包。我实测USB通讯时，方案B的眼图宽度比方案A宽出40%。

【新手需防坑】，重复频率高且完整的报错情况为：添加扼流圈之后，RS485通信呈现出“帧错误”的状况，并且设备会反复进行复位操作。一站式能够解决的流程为，首先使用示波器去测量A、B线的差分波形，由此发现其过冲相当严重；接着更换使用60Ω阻抗的型号；最后在扼流圈输出端将两颗10pF电容并联连接到地。

此方法对工作频率大于1GHz的射频前端电路并不适用，这是由于扼流圈以及电容的寄生参数会致使信号衰减过度。有一个简易的替代方案，那便是改用金属屏蔽罩直接将射频区域罩住，并且屏蔽罩要连接GND层。

你那板子于CE认证辐射测试期间，最令人头疼的是哪一个频段无法通过呢？在评论区留下频率点，我会帮你剖析干扰路径。