在进行PCB设计的时候，有什么措施可以降低PCB的辐射发射吗？

有很多措施可以降低PCB的辐射发射，最简单和效果明显的有三点：

1、做好地线的设计

做好地线的设计包括两个目的：

一个是减小时钟等周期性信号的电流回路面积，从而减小差模辐射；

另一个是降低地线上的噪声电压，从而减小PCB外拖电缆的共模辐射。

在前面，我们看到了时钟电路只有连接了负载电路以后，才能借助负载电流回路产生一定的辐射，并且当在地线上连接了导线以后，辐射明显增加的情况。这就是差模辐射和共模辐射。要降低这两种辐射，一个是减小电流回路的面积，另一个是降低地线上的电压。

减小电流回路面积的简单方法是使时钟线尽量靠近地线，两者之间的距离越近，导线越短，形成的面积越小，辐射越小。

使用多层PCB，并用其中的一层作为电路地线面，对于降低PCB的辐射效果十分明显，如图1所示。

图1 地线面降低PCB辐射的效果

图1中，左图是电路布置在两层PCB上的辐射情况，右图是电路布置在四层板上（其中两层分别是地线面和电源面）的辐射情况，可以看到，四层板的辐射远低于两层板的辐射。

之所以多层板是解决PCB辐射的有效途径，是因为地线面同时起到了两种作用：

一个是自动为时钟信号的电流提供了一个最小回路面积，使电流回路的辐射降低；

另一个是地线面具有很低的阻抗，因此地线上的噪声电压很小，降低了外接电缆的共模辐射。

使用多层板降低PCB辐射时，需要注意一点，就是地线面上要避免较长的裂缝，因为这会改变地线电流的路径，增加电流回路面积，从而增加辐射，如图2所示。关于如何做好地线设计，可以参考《电磁兼容技术之产品研发与认证》的6.6节相关的内容。

图2 PCB地线面上裂缝改变了地线电流的路径

2、 做好电源线的去耦

导致PCB辐射另一个因素是电源线的辐射。这很好理解，因为数字电路工作时，需要的脉冲电流来自于电源，电源线上的电流一定是波动的，这种波动的电流在电源线上产生了波动电压，借助电源线产生辐射，这与地线辐射的情况类似。

减小电源线电流波动问题的方法是电源线去耦，也就是在电路芯片电源线上安装一个去耦电容。

这个电容之所以叫去耦电容，是因为这个电容早期主要是为了减小数字电路对模拟电路的干扰而设置的。数字电路工作时会对同一个电源供电的模拟电路产生干扰，人们说数字电路的干扰耦合进了模拟电路。安装这个电容以后，模拟电路就不再受到数字电路的影响了，人们说耦合被去掉了，由此得到去耦电容这个名字。

以上从解除数字电路与模拟电路之间的干扰耦合角度了解了去耦电容的用途。实际上，这个电容对降低辐射的效果也是十分重要的，图3是去耦电容对于降低辐射的效果。

图3 去耦电容对降低辐射的效果

上图是实验电路，一个数字电路芯片连接了电源线，为了看出电源线的辐射效果，在电源线上连接了一个辐射天线。测量这个辐射天线产生的辐射频谱如下图所示。

下左图是没有安装去耦电容时的辐射情况，下右图是安装了去耦电容时的辐射情况，去耦电容是一个1m的贴片电容，可以看到去耦电容对降低辐射的效果十分明显。关于去耦电容的正确使用方法，可以参考《电磁兼容技术之产品研发与认证》的6.5节相关的内容。

3、做好I/O电缆的位置与局部的接地

降低PCB辐射的另外一个有效的方法就是将PCB上外拖的电缆布置在PCB的同一侧。这样电缆之间的地线电压最小，产生的辐射最低。

另外，就是在PCB连接电缆的部位，将电路地与金属机壳连接起来，这样相当于为共模电流提供了一条通路，避免共模电流进入电缆，如图4所示。

图4 将PCB的电路地在电缆连接的部位与金属机箱连接起来