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EMI(Electromagnetic Interference, 电磁干扰)防护是指通过抑制干扰源、阻断耦合路径等措施,防止电磁干扰影响电子设备正常工作的设计方法。

电磁干扰(EMI)的控制涉及干扰源、耦合通道和敏感设备三个要素。由于通常无法改变敏感设备,因此 EMI 抑制主要从消除干扰源切断耦合通道两方面入手,其中消除干扰源是最佳方案,若无法消除则应阻断耦合路径并避免形成天线效应。

具体设计措施如下:

一、抑制干扰源

  • 在 PCB 设计中,干扰源往往难以完全消除,可综合采用滤波、接地、平衡、阻抗控制及信号质量优化(如端接)等手段进行抑制,其中良好的接地是基础要求
  • 可用的 EMI 抑制元件包括屏蔽罩、专用滤波器、电阻、电容、电感、磁珠、共模电感/磁环、吸波材料及展频器件等。

二、滤波器选用原则

  • 若负载为高阻抗(如 SDIO、RGB、CIF 等单端接口),应采用容性滤波器件并联接入
  • 若负载为低阻抗(如电源输出接口),应采用感性滤波器件串联接入
  • 使用滤波器后需确保信号完整性(SI)符合要求。
  • 差分接口一般使用共模电感抑制 EMI。

三、屏蔽与接地

  • PCB 屏蔽结构必须接地良好,否则可能引起辐射泄露或形成天线效应。
  • 连接器的屏蔽需符合相应技术标准。

四、时钟与信号完整性设计

  • 所有时钟串联的匹配电阻建议保留,以提供阻抗匹配、改善信号质量。
  • 时钟信号的匹配电阻应靠近 CPU(源端) 放置,CPU 引脚至电阻的走线应控制在 400mil 以内。
  • 差分信号应做好等长与紧密耦合,保持对称性,减少时序偏差,避免转化为共模噪声。
  • 如 PCB 层数超过 4 层,建议将所有时钟信号布于内层

五、接口与电源设计

  • 在 DC 电源输入处,可预留共模电感或 EMI 滤波器位置。
  • 在 USB、HDMI、VGA、屏连接座等高速接口处,建议预留共模电感或滤波电路
  • 为抑制电源辐射,电源层铜皮应做内缩处理,通常以介质厚度 H 为单位,建议内缩 20H。

六、器件与散热器 EMI 控制

  • 带金属外壳的插件器件应避免耦合干扰信号形成辐射,同时防止其干扰耦合至其他信号。
  • 使用散热器时,除满足热设计要求外,还需满足 EMI 测试要求,散热器应预留接地条件,具体接地点数量与位置需依据首版硬件实测情况进行调整。

七、展频设置

  • RK3588 的展频功能可分模块启用,具体展频幅度应根据各部分信号要求确定,请参考相关说明文档。

八、与 ESD 防护的协同

  • EMI 与 ESD 在布局(LAYOUT)要求上具有高度一致性,ESD 布局措施多数也适用于 EMI 防护。

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