什么在我的PCB上辐射？

我最近在我的PCB上进行了适当的EMC测试。它没有通过测试，并且似乎在300MHz-1GHz范围内辐射，每50MHz出现一个峰值，而在25MHz出现很小的峰值。

观察近场，您可以清楚地看到周围有许多25MHz谐波：

该板包含一个25MHz的晶体，该晶体必须是信号源，但是问题是，板上的辐射是什么？天线可能是什么？我能想到的候选人是：

• 接地层充当中心馈送的贴片天线。该板为23mm x 47mm，这使其波长约为1.6GHz的四分之一！
• 电源中的电感器。该评估板包含TPS84250和EN5312 集成电感器开关电源IC。也许25MHz信号正在回到这些IC中的电感器，并将它们用作天线。
• 电缆。尽管在测试过程中在电缆上添加铁氧体似乎没有什么区别，但这使我相信这是PCB本身的问题。
• 还有别的吗 我想不到还有什么大到足以在如此低的频率下辐射的。

被测设备由一对堆叠在一起的PCB组成。最下面的一个包含25MHz晶体和使用它的芯片。最上面的一个包含电源组件。

有关加分的问题：怎么可能在近场中出现大量25MHz谐波，而在远场中却只能检测到100MHz和50MHz谐波？

这个问题很难用几百个字涵盖，所以这很简单，您只需要自己做一些研究即可。但我会尽力总结一下，以便您至少知道要研究什么。

您需要了解走线阻抗，信号端接，信号返回路径以及旁路/去耦电容。如果绝对正确，那么您的EMC问题将为零。使其100％完美是不可能的，但是您可以比现在更加接近。

首先，让我们看一下信号返回路径...对于每个信号，必须有一个返回路径。通常，回路位于电源或接地层，但也可能位于其他位置。在您的PCB上，回路位于平面上。返回路径从接收器返回到驱动器。环路区域是信号加返回路径创建的物理环路。通常，物理定律会使环路面积尽可能小-但PCB布线要弄乱这一点。

环路面积越大，您遇到的RF问题就越多。您不仅会发射比您想要的更多的RF，而且还会收到更多的RF。

底层（蓝色）上的信号将希望它们的返回路径位于下一层（青色）上的相邻平面上，因为这会使环路面积尽可能小。顶层（红色）上的信号将在金层上具有返回路径。

如果信号从顶层开始，然后通过通孔到达底层，那么信号返回路径将要在通孔的点从金层切换到青色层！这是去耦电容的主要功能。通常，一个平面为GND，另一平面为VCC。在平面之间切换时，信号返回路径可以穿过去耦帽。这就是为什么即使在出于功率原因而显然不需要的情况下，在平面之间设置顶盖通常也很重要的原因。

如果在平面之间没有解耦帽，则返回路径无法采用更直接的路线，因此回路面积增大了，EMC问题也随之增加。

但是飞机上的空隙/裂口甚至会更加成问题。您的金层具有分裂的平面和信号迹线，这会造成问题。如果比较红色和金色层，您将看到信号如何穿过平面中的空隙。每次信号越过飞机上的空隙时，都会变坏。返回电流将在平面上，但它不能沿着空隙走线，因此必须绕道而行。这会增加回路面积和您的EMC问题。

您可以在信号交叉处的空隙处盖上盖子。但是更好的方法是首先重新路由以避免这种情况。

可以创建相同问题的另一种方法是，当您有多个紧密靠近的通孔时。通孔和平面之间的间隙会在平面上产生缝隙。要么减小间隙，要么将通孔散开，以免形成缝隙。

好的，这是您董事会最大的问题。一旦了解了这一点，就必须考虑信号终止和控制走线阻抗。之后，您必须查看以太网连接的屏蔽和机箱GND问题（Q中的信息不足以进行准确注释）。

希望对您有所帮助。我对这些问题确实很满意，但这应该可以帮助您。

重新旋转我的电路板后，噪声似乎已大大降低。我做了很多更改，因此很难确切地知道是谁负责。基本上，我复制了Beckhoff EtherCAT模块中使用的EMC预防措施

• ET1200 ASIC的所有电源引脚上的铁氧体，在铁氧体之前和之后均带有盖帽。
• 5pF电容器，两个铁氧体和LVDS输出线上的共模扼流圈。
• 改进的晶体布局，下方具有完整的接地层。我还遵循了Olin关于晶体负载帽接地的建议。

至于到底是什么辐射？很难确定，屏蔽ET1200本身似乎无济于事。也没有在电缆上添加铁氧体。唯一有帮助的是将PCB封装在金属盒中。所以我想这是PCB上的东西。就像奥林（Olin）建议的那样，接地层可以充当中心馈送的贴片天线。

我认为25MHz谐波指向与以太网相关的问题。我不熟悉Micrel的建议，但是大多数其他供应商建议在phy与磁性之间的最小距离，这在您的板上并不明显。另外，在磁性元件下方有一个连续的接地层，在大多数地方也不建议这样做。

用布局图很难分辨，但是看起来像是在phy下方运行的轨迹，然后串起来并作为对面的漂亮天线出来。可以通过一些近场探测来确认这一点吗？

据我了解，出现在近场而不是远处的事物意味着该频率没有有效的耦合路径和天线。

您是否绝对肯定绕过了所有的事情？我有一个emc测试员告诉我，他有一个电路板从不及格变为不及格，因为他们错过了一个旁路帽。您还可以确保旁路电容在25MHz时以您想要的方式工作。使用带有跟踪发生器的频谱分析仪和焊接有帽的50欧姆带状线，看看它们的工作原理。

我认为David Kessner的答案仍然值得考虑。我觉得我们这里真的没有足够完整的信息。

我认为最好的办法是用经验丰富的emc技术（也许您只有一个内部）租一两个小时，然后吸收他告诉您的有关董事会的一切信息。