电磁兼容性 (EMC) 描述了电子元件在其他系统的干扰下正常工作的能力。其中，最需要考虑的是电磁干扰 (EMI)，即器件和其他附近器件发出的射频能量。这种干扰可以通过传导和辐射传播并影响器件。

因此，在设计系统时，务必确保电路板通过辐射和传导发出的 EMI 不超过规定标准允许的最大值。硬件设计人员应努力将辐射和传导 EMI 降至远低于认证限值的水平。同样，该电路板的设计应具有足够的屏蔽，从而即使在接触周围其他系统的辐射和传导电磁能量时也能正常工作。

系统中的大多数元件（包括 PCB、连接器、电缆等）都是 EMI 的来源。尤其是在设计使用高频及快速开关电流和电压的电路板时，所有布线基本上都充当辐射电磁能量的天线。五个主要的辐射源是：在布线上传播的数字信号、电流返回环路区域、不充分的电源滤波或去耦、传输线路的影响以及电源平面和接地平面缺失。快速开关时钟、外部总线和 PWM 信号用作控制输出，用于开关电源中。电源是 EMI 的另一个主要来源。射频信号可从电路板的一个部分传播到另一个部分，从而增加 EMI。开关电源辐射的能量可能会导致无法通过 EMI 测试。

为了减少电路板及其元件产生的任何有害 EMI，请在整个原理图和布局设计过程中遵循以下指南：

• 使用具有不同容值的多个去耦电容器和适当的电源去耦技术。请注意，每个电容器都有一个自谐振频率。
• 在电源上使用合乎需要的滤波电容器。这些电容器和去耦电容器应具有低等效串联电感 (ESL)。
• 如果布线层上有可用空间，则创建接地平面。使用过孔将这些接地区域连接到接地平面；创建四分之一英寸的过孔栅格是理想之选。
• 高频信号（低位地址线、时钟信号、串行端口等）通常由 CMOS 输入端接，该输入是大于 100K 的并联负载，通常为 10pF。此类负载的充电/放电会导致高电流峰值。一种可能的解决方法是添加一个串联端接电阻器（约 50Ω），通过对其微调来实现理想的信号完整性。根据传输线路理论，如果总输出电阻（内部 + 外部）小于线路阻抗（通常为 70Ω–120Ω)，则不会对速度产生负面影响。通常，如果时序不是很关键，可以通过添加串联端接电阻器来缩短信号的上升时间。采用这种方法能够以低成本获得巨大的好处。
• 通常，驱动三相 H 桥开关的 PWM 信号会导致电流尖峰。与非对称 PWM 相比，对称 PWM 可将与 dU/dt 和 di/dt 相关的 EMI 降低大概 66%。空间矢量 PWM 相对于 PWM 周期也是对称的。不过，由于在一个 PWM 周期内只有两个晶体管进行开关，因此与对称 PWM 相比，开关损耗和 EMI 辐射降低了 30%。
• 使电流环路尽可能小。尽可能多地添加所需的去耦电容器。始终应用电流返回规则来减少环路面积。
• 使高速信号远离其他信号，尤其是远离输入和输出端口或连接器。
• 应用电流返回规则将接地连接在一起，同时隔离模拟部分的接地平面。如果工程不使用 ADC 且没有模拟电路，请勿隔离地。
• 避免使用铁氧体磁珠连接分割的地。在高频率下，铁氧体磁珠具有高阻抗并在平面或 PC 板叠层之间产生较大的接地电位差，因此应添加尽可能多的电源平面和接地平面。使电源平面和接地平面彼此相邻，确保实现阻抗低或固有电容大的叠层。
• 对所有进出系统的信号使用抑制 EMI 的 π 型滤波器。
• 如果系统未通过 EMI 测试，则通过追踪未通过的频率源来寻找原因。例如，假设设计在 300MHz 时失败，但电路板上没有任何元件以该频率运行。则原因可能是 100MHz 信号产生了三次谐波。
• 确定未通过的频率是共模还是差模。拆下连接到系统的所有电缆。如果辐射发生变化，则为共模。如果未发生变化，则为差模。找到原因后，使用端接或去耦技术来降低辐射。如果是共模，则向输入和输出添加 π 型滤波器。在电缆上添加共模扼流圈是一种有效的解决方案，但这种降低 EMI 的方法具有很高的成本。

有关在整个 PCB 设计过程中减少 EMI/EMC 问题的其他信息，请参阅降低 EMI 的 PCB 设计指南 和提高电磁兼容性的印刷电路板布局布线。