本文档的编写基于对高速信号和电源切换器的电磁干扰的实际观察，这些干扰会导致认证过程失败。数据表中可能会提供产品中使用的组件的布局和原理图设计建议，但实际观察和解决方案可能有所不同。

本文档介绍了HDMI，MIPICSI，MIPIDSI和以太网等高速信号。高于9kHz的频率范围内的辐射应在认证标准规定的限制范围内。来自设备的辐射通常是PCB上存在的高频时钟的多个谐波。与差分时钟相比，单端时钟辐射更多，因为单端信号的电压电平和功率更高。强烈建议在任何高速单端时钟的源端使用系列0欧姆电阻器。

在认证期间，增加串联电阻值可以帮助控制时钟中出现的过冲和下冲，这是辐射的主要原因。增加串联电阻的值有助于减少过冲和下冲。串联终端电阻的最大值可以通过接收器的建立时间和保持时间来确定。还建议尽可能不要使用重复的频率。

例如，如果将两个切换器部件用作电源调节器，请确保两个开关部件的工作频率都不相同，否则辐射的总和可能会超过禁止的辐射限值。时钟信号的长度较长会导致辐射功率增加。例如，更长的HDMI电缆将用作天线，因此在这种情况下，HDMI接口的辐射会更高。

布局在辐射中起着重要作用。确保时钟信号的设计满足特性阻抗要求，并在时钟走线周围提供连续接地，从而可以避免阻抗失配。非常准确地遵循芯片制造商的布局指南，并确保制造商从辐射角度审查了该特定部分的示意图和布局。芯片制造商可能会根据他们与芯片相关的认证失败的经验，将一些建议添加到新设计中。

1.HDMI（高清多媒体接口）

HDMI接口导致的EMI故障在嵌入式产品中最为常见。HDMI辐射出现在基波上，通常在.5MHz，MHz，.5MHz，MHz，.5MHz和MHz上达到五次谐波。

辐射源可能来自HDMI电缆，PCB设计或未经认证的显示器本身。共模扼流圈和端接电阻器/电容器应有助于消除PCB上的辐射，但常见的错误是选择HDMI电缆。即使屏蔽，来自不同制造商的不同电缆也会提供不同的辐射水平。因此，从Molex或TE之类的受信任供应商处选择电缆非常重要。当然，所选的电缆应该被屏蔽并且具有内置的铁氧体磁芯。建议使用3-4条不同电缆（来自不同品牌）进行预扫描，以验证每条电缆的性能。

以下技术可以帮助减少HDMI信号的辐射：

-选择的共模扼流圈的截止频率应比基频高5-6倍。对于.5MHz，超过1GHz的截止频率将是理想的。

-从一层传递到另一层的差分信号应确保接地通孔位于信号附近，以减小环路电感。

-对于HDIPCB，接地通孔应向下传输，作为信号以最短路径流回源。

-金属外壳应利用良好的接地方案，并使用屏蔽连接器将电缆屏蔽层与外壳适当端接，以减少干扰。

-在参考平面上具有不同电势（接地和电源）的情况下，建议使用拼接电容器。

-遵循最佳实践，例如长度匹配（线对内10mil和线对内mil），阻抗匹配（Ohm），参考平面实心，微带布线，过孔数量减少，45度弯曲等其他通用准则。

2.MIPIDSI和CSI（移动行业处理器接口）

MIPI信号（CSI/DSI）是专门为移动行业设计的，因此它们是非常低功率的差分信号，并且不太可能辐射。MIPI信号时钟取决于分辨率参数。

携带MIPI信号的FPC电缆可能会发生辐射。对于定制电缆，我们在两侧都加了屏蔽层或接地可以立即提供帮助，但可能会影响电缆的柔韧性。最好的方法是将直接图层上的阴影线底作为参考底线。具有较高带宽的偏航共模扼流圈将有助于消除PCB上的共模噪声。MIPI信号的D-PHY数据速率为80Mbps-2.5Gbps，C-PHY的数据速率为Mbps-5.7Gbps。因此，提供瓜尔环和与其他信号至少40mil的隔离非常重要。

以下技术可以帮助减少MIPI信号的辐射：

-为D-PHY选择截止频率超过2GHz的共模扼流圈。特殊滤波器可用于C-PHY传递三重信号。

-从一层传递到另一层的差分信号应确保接地通孔位于信号附近，以减小环路电感。

-对于HDIPCB，接地通孔应向下传输，作为信号以最短路径流回源。

-对于FPC上的EMI胶片，请确保胶片的末端连接到FPC上裸露的信号地。

-在参考平面上具有不同电势（接地和电源）的情况下，建议使用拼接电容器。

-其他一般性准则，例如长度匹配（线对内25密耳和线对内55密耳），阻抗匹配（在某些情况下为欧姆/85欧姆），坚固的参考平面，微带走线，过孔数量少，遵循45度弯曲是最佳做法。

3.以太网

以太网信号上的辐射与双绞线的长度成正比。屏蔽的CAT5电缆和电缆上的铁氧体磁芯将有助于减少干扰。

当电缆上存在的共模噪声通过机箱接地返回噪声时，会产生差分MDI信号。

单端MII和电源部分的噪声可通过机箱接地耦合到双绞线，从而产生有害的辐射。

以下技术可以帮助减少以太网信号的辐射：

-以太网电缆上的铁氧体磁芯可以降低EMI。在认证过程中，请保留不同类型的CAT5电缆。

-MDI信号应与MII信号良好隔离（相距至少40密耳）。

-保持单端MII信号的最小长度。

-在所有层中，空隙应保持在磁性成分以下。

-从一层传递到另一层的MDI和MII信号应确保接地通孔位于信号附近，以减小环路电感。

-对于HDIPCB，接地通孔应向下传输，作为信号以最短路径流回源。

-金属外壳应采用良好的接地方案，电缆屏蔽层应使用屏蔽的RJ45连接器适当地端接到外壳上，以减少干扰。

-在参考平面上具有不同电势（接地和电源）的情况下，建议使用拼接电容器。

-遵循其他通用准则，例如长度匹配（线对内10mil和线对内mil），阻抗匹配（Ohm），参考平面实心，微带布线，过孔数量减少，45度弯曲是最佳实践。

4.DC-DC电源产生

对于高速PCB设计，噪声电源是EMI-EMC辐射的主要来源之一。稳定且低噪声的功率肯定会有助于降低EMI。

用于高速接口的处理器，内存和桥接芯片在非常低的电压下工作。设计中选择了DC-DC开关稳压器以获得高输出电流和效率。但是这些开关产生的开关频率，纹波（过冲和下冲）噪声会导致辐射。地面中的噪声信号耦合会增加辐射，因为地面将与电缆一起传播，电缆可充当高频噪声的天线。

如果系统实际功耗较高（10W），并且产品中包含较长的电缆，则建议在输入DC电源上使用共模扼流圈和LC滤波。在线计算器可用于为需要衰减辐射功率的特定频率计算L和C值。如果在空间中没有约束，则电感器的值越高越好。

通常，在开关频率的过冲和下冲处观察到的高频（振铃）更容易辐射

缓冲器调整将有助于减少这种过冲和下冲功率。使用较大的封装或高功率额定电阻，因为会绕过高频噪声，较小的封装可能会提高PCB的温度。缓冲电路应安装在电感器的开关节点上。

高速PCB设计要记住的要点

·表面安装部分应优先于通孔部分。诸如电容器之类的通孔部分在80MHz以上变得更具电感性，这可能在较高频率下引起辐射/分选问题。

·保持高速信号走线尽可能小，并尽可能接地，以减小环路电感。

·尽量避免堆叠中相邻的信号层，或使用正交布线以减少电容耦合。

·去耦电容应非常靠近IC引脚放置。这将有助于更快地在电源和地面之间切换。

·对信号使用星形布线，对电源使用单点布线。

·在电源输出上使用铁氧体磁珠。在铁氧体磁珠周围放置电容器将充当低通滤波器，以消除高频噪声。

·在每个1MHz的时钟输出上都保持0E串联终端电阻的供应。如果出现干扰问题，它将有助于进行调谐。

·对于晶振，请根据数据手册选择考虑负载和杂散电容的并联电容器。它们是辐射的基本来源，因此请遵循IC的晶体布线建议。另外，尝试将晶体/振荡器保持在PCB的中心，而不是边缘。

·PCB边缘的走线不应以90度角布线。

·保留RF部分的屏蔽层。对于FCC（用于模块化认证），它是必需的。

·高频方波由多个高频正弦波组成。因此，请确保此类关键信号应在其周围正确接地。

·对于连续的接地层，请确保过孔不应形成与非常薄的铜线区域相连的岛。这会增加信号的接地回路。

·FR4材料最好以低于5Gbps的时钟速度和低成本实现。对于高于5Gbps的速度，请使用其他材料，例如Nelco，Megatron，Rogers。

·其他信号与高速信号之间的间距保持3W

·与接地层相比，电源层应位于PCB边缘内部。根据经验法则，最好为20H。（H=层间介电厚度）

摘要

本文档基于对高速PCB设计中EMI降低的实际观察。EMI预防措施对认证非常有帮助。高速接口的辐射因设计而异，因此建议在设计中使用有助于认证过程中调整的规定。

本文档涵盖了PCB上常用的高速信号的预防措施。几乎在所有产品中都发现了由于HDMI接口引起的EMI问题。串联，并联端接，扼流圈对减少辐射没有太大帮助。HDMI电缆的更改和HDMI显示屏更改的辐射功率。长电缆将充当高速接口的天线，因此如果产品连接有多条长电缆（例如，汽车产品），则需要采取很多预防措施。

艾睿电子公司的eInfochips是产品工程和半导体设计服务的全球领先提供商。