本应用笔记为使用AT32系列微控制器芯片的硬件设计人员提供参考设计，包括供电电源要求、时钟管理、复位管理、调试接口的管理。它说明了使用AT32系列微控制器芯片所需的最低硬件资源。文中介绍了有关硬件设计、PCB布局布线和软件设计的各种技巧，并且帮助用户在设计阶段考虑系统的抗ESD和EFT性能。典型故障章节帮助用户在出现类似问题时提供分析思路。
详阅请点击下载《AT32微控制器硬件设计指南及抗EMC设计要点》
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作者：MR.ZD
来源：韬略科技EMC
下面列举出四项很重要却常常被忽略的EMC设计指南。
设计指南1：最小化高频信号和电源环路面积
最小化高频信号和电源的环路面积几乎在所有的EMC设计指南中都有提到，但却常常被忽略。部分新手甚至不知道什么是信号回流路径。而信号回流路径是每位信号完整性和EMC工程师则必须思考的问题。
下面是电路设计人员应该了解有关信号回流的两件事：
① 信号总是返回到源端（即信号电流路径总是环路的形式存在）
② 信号回流总是走阻抗最小的路径。
在上兆赫兹频率和更高频率时，信号回流路径相对容易找出来。这是因为高频下阻抗最小的路径通常是最小电感的路径，这通常也是环路面积最小的路径。信号回流尽可能靠近信号输出的路径返回。在低频的情况下（通常为KHz频率及以下），信号回流往往走阻值最小的路径。低频电流更难以追踪，因为在PCB内阻值最小路径较难寻找。低频情况下，信号回流路径有可能离信号走线较远。
设计指南2：不要拆分或切割信号回流平面，信号回流平面尽量完整
下图为没有提供良好的信号电流回路的情况，如回路接地平面有缝隙、布线参考平面换层等，则信号电流将不能经最优化（最短）路径返回源头，那么，信号电流将寻求替代的回流路径，此时将导致回流电流产生不可预期的路径，从而也增大信号环路面积。
特殊情况下，数字地和模拟地需要分隔，防止串扰。一般情况下，不要考虑拆分或切割电路板的信号回流平面。
设计准则3：高速电路不要走在连接器附近
为什么连接器的位置如此重要？在低于几百兆赫兹的频率下，波长大约为一米或更长。印刷电路板本身内部走线都很短，属于电小尺寸，因此辐射效率很低。然而，连接到板的电缆或其他设备则是高效的天线。
信号电流和回流路径导致回流平面上任意两点之间存在很小的电压差。这些电压差通常与平面内流动的电流的大小成正比。然而高速电路很容易产生几毫伏或更大的电位差。如果高速电路靠近连接器放置，这些电压会驱动电流到连接的电缆上，导致产品超过辐射发射要求。
设计指南4：抑制高速信号上升沿和下降沿时间
高速数字信号在较低谐波频率下具有大量能量，但在高次谐波中能量却不大，如下图时钟信号：
通过减慢数字信号的上升沿和下降沿时间，可以很好地控制高次谐波频率。过长的转换时间会导致信号完整性和过热问题，工程师需要在功能和EMC之间做折中考虑。
需注意的是，通过抑制信号回流来减慢或过滤单端信号高次谐波绝不是一个好主意。例如，不要将铁氧体串接在地上试图滤除高频噪声。
在PCB设计阶段做好上述4点设计指南，EMC测试和整改将会事半功倍。
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EMC三大规律
1） 规律一、EMC费效比关系规律： EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。
在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高；反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。
经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC 设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。
2） 规律二、高频电流环路面积S越大, EMI辐射越严重。
高频信号电流流经电感最小路径。当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。
3） 规律三、环路电流频率f越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二，就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f，即减小骚扰电磁波的频率f。
本文以下内容，就是利用以上三个规律，倡导趁早考虑EMC问题，介绍EMC 设计和EMC问题改进。
改进EMC 问题，如同诊治疾病。如果产品没有通过EMC 测试，我们从测量结果中，只能知道哪些频率点“超标”了，而这些频率的电磁干扰是从哪里出来的，往往是工程师门最不容易发现、最难解决的问题。产品EMC 问题，说难亦难，说易亦易。
改进EMC问题，首先，根据EMI产生的途径和机理，也就是EMC问题产生的要素，针对EUT（被测试样品,下同）的电路原理，先作一些判断，比如IT类设备和AV音视频类设备引起EMC问题的原因或者内部骚扰源是什么，先进行推断，再结合测试 项目测试图透过现象看本质，分析超差原因--把骚扰源搞清楚，把骚扰途径摸透彻，以便有的放矢。
分析超差原因，可使用高频示波器或频谱分析仪加上 场探头验证分析结果，从频域到时域，再从频域到时域，分析、寻找产生EMC问题的对应电路和器件。
EMC问题三要素
开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。电磁干扰包括辐射型(高频)EMI、传导型(低频)EMI，即产生EMC问题主要通过两个途径:一个是空间电磁波干扰的形式;另一个是通过传导的形式，换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合 途径、敏感设备。
辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境；传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子（如：射频端子，输入端子）影响相连接的设备。
传导、辐射、骚扰源------（途径）----- 敏感受体近场耦合IT、AV 设备可能的骚扰源
a） FM接收机、TV接收机本机振荡，基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生；
b） 开关电源的开关脉冲及高次谐波，同步信号方波及高频谐波，行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波；
c） 数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合，各种时钟如CPU芯片工作时钟、MPEG解码器工作时钟、视频同步时钟（27MHz，16.9344MHz ，40.5MHz）等；
d） 数字信号方波及高频谐波，晶振产生的高次谐波，非线性电路现象（非线性失真、互调、饱和失真、截止失真）等引起的无用信号、杂散信号；
e） 非正弦波波形，波形毛剌、过冲、振铃，电路设计存在的寄生频率点。
f ） 对于敏感受体通过耦合途径接受的外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化和各种电磁场。
转自：电磁兼容之家
