EMI之时钟设计

在进行产品的硬件设计过程中，EMI问题应该在设计之初就加以考虑，以降低后续整改所要花费的财力和人力等。

本文就以时钟信号为例，对其进行EMI设计，降低辐射干扰。

 

（1）原理图设计

1、时钟芯片的电源与其它电源用磁珠隔开，磁珠后加去耦电容，去耦电容由22uF的钽电容和0.1uF、0.01uF、0.001uF的瓷片电容组成，这些电容可分别针对不同频率的噪声进行滤波。通常，22uF适用于10MHz以下的噪声，0.1uF适用于5MHz~66MHz，0.01uF适用于40MHz~80MHz，0.001uF则适用于更高频率的噪声。示意图如下，可根据实际使用情况对电容进行调整。  

图1 时钟芯片的去耦电容

 

2、在时钟信号线上，通常需进行源端阻抗匹配，如33R的匹配电阻；同时，在匹配电阻之后，对于频率高于66MHz的时钟，加一个3~5pF的电容，对于频率低于66MHz的时钟，可加一个10~15pF的电容，形成RC滤波器，抑制500M以上的高频辐射。其中，加大R和C可减小EMI辐射，但时钟波形也会变差。

图2 时钟线的处理

 

（2）PCB设计

1、时钟芯片的电源去耦电容应尽量靠近芯片的电源管脚放置。

2、尽量控制时钟线的过孔数，通常不要超过2个。

3、如果时钟线有过孔，可在过孔的相邻位置，加一个旁路电容，以确保时钟线换层后，参考层（相邻层）的电流回路连续。如下图：

图3 过孔处的旁路电容

4、所有时钟线原则上不允许跨岛。当时钟频率较高时，若实在做不到不跨岛，可在两个跨岛之间靠近时钟线的地方放置一个0.1uF的电容，以形成镜像通路。

5、时钟线要远离其它信号线，最好进行包地处理。

6、时钟的上下拉电阻尽量靠近时钟芯片放置。

7、进行绕线时，进去的线和出来的线应尽量远。