各位同学大家好，欢迎继续做客电子工程学习圈，今天我们继续来讲这本书，硬件系统工程师宝典。上篇我们说到EMC的标准以及提高EMC性能的一些常用方法。今天我们来看看PCB上模块的布局有什么讲究。
PCB上模块的划分和布局会影响到布线的质量，而且PCB上的模块划分如功能划分、频率划分、信号类型划分以及关键器件的布局，如滤波器、晶振、电源模块在PCB上的相对位置和方向都会对EMC性能产生巨大影响。
PCB上器件根据不同标准进行不同划分：
1.按功能划分。按电路模块实现的功能不同划分，如时钟电路、放大电路、驱动电路、A/D、D/A转换电路、I/O电路、开关电源电路和滤波电路等，PCB设计时可根据信号流向对整个电路进行模块划分，达到整体布线路径短，各模块互不交错，减少模块间互相干扰的可能。
2.按频率划分。按信号工作频率划分，布局时按高频部分、中频部分、低频部分展开。
3.按信号类型划分。电路模块的类型可分为数字电路和模拟电路。在布局时需要在空间上进行必要的隔离，减小相互耦合，对于A/D、D/A转换电路，应布放在数字电路和模拟电路的交界处，模拟部分引脚位于模拟地上方，数字部分的引脚位于数字地上方。
PCB布局是一个综合布局的过程：
1.按照信号流向关系，使关键高速信号走线最短，如时钟信号，应尽可能远离其他无关电路，优先考虑内层走线。其次考虑电路板整齐、美观。对于敏感信号线要考虑屏蔽措施；
2.低频数字I/O电路和模拟I/O电路应靠近连接器布放，时钟电路、高速电路、存储器等常布放在电路板最靠里边，远离人接触的位置，中低速逻辑电路一般放在电路板的中间位置
3.单板上的电源部分一般会有多个DC/DC电源模块，是很大的一个噪声来源，供电线越长，产生的问题越大，因此一般主电源部分都安装在单板电源入口处，如下图所示：
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PCB上主电源的布局位置
4.线圈（包含继电器，尽量考虑采用固态继电器）是最有效的接收和发射磁场的器件，因此布局时线圈要远离EMI源，如开关电源、时钟输出、总线输出等，线圈下方的PCB不能有高速走线及敏感的控制线，若无法避免则考虑线圈方向使场强方向和线圈平面平行，减少穿过线圈的磁力线。
PCB的EMC设计中，叠层设计是影响单板EMC指标的一个重要因素，和单板的电源、地的种类、信号密度、板级工作频率等相关，同时要综合单板的性能指标、成本的承受能力等来确定单板的层数。在EMC设计中，适当增加地平面可以有效减少EMC问题。
作者总结了电源平面设计的参考经验：
1.单一电源供电的PCB，一个电源平面足够；
2.多种电源，互不交错，可采用电源平面分割（关键信号布线不跨分割区）；
3.多种电源，相互交错的单板，可采用2个或以上的电源平面；
4.尽量让每个电源平面都有对应的地平面且尽可能减小电源和地平面的间距；
5.增大电源平面之间的间距；
6.元器件下面需要有相对完整的地平面，高速、高频和时钟信号有一个相邻地平面。
PCB边界的电磁场边界效应，如下图所示，电源平面边界区域的部分能量会以电磁波的形式向外辐射，并返回地平面。
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PCB电源平面边缘的能量向外辐射
为减少这类干扰，我们把与该电源平面相对应的地平面增大，大到完全可以作为电源平面辐射电磁波的信号回流路径，如下图所示，则该PCB将不会对外界造成辐射干扰。
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PCB电源平面不向外发生辐射情况及20H原则
20H原则指，所有电源平面相对地平面都要内缩20H（H为电源平面到地平面的距离），20H时，70%辐射量会被限制在电源与地平面之间。之所以选择20H，也是综合考虑的结果，若要100%完全削弱辐射的影响，电源平面要内缩100H才能达到，大大增加了成本。
当电源层、地层数及信号的走线层数确定后，为使PCB具有良好的EMC性能，它们相对排布位置也有要求：
1.元器件层下（第二层）为地平面，提供器件屏蔽层及为顶层布线提供参考平面；
2.所有信号层尽可能与地平面相邻；
3.尽量避免两信号层走线直接相邻，无法避免则加大信号层走线间距，垂直走线；
4.主电源尽量与对应地相邻，距离小于5mil为优，最大不要超过10mil；
5.兼顾层压结构的对称叠层要兼顾PCB制造工艺和控制PCB的翘曲度。民用IPC_II标准，要求翘曲度小于0.75%。
6.采用偶数层结构。PCB的电路导电层位于基材两侧是偶数层，奇数层印制电路板增加了制板成本和制板的工艺复杂性，且奇数层电路板容易弯曲。
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