PCB板抗干擾設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是系統(tǒng)或裝置既不因外界電磁干擾影響而誤動(dòng)作或喪失功能,也不向外界發(fā)送過大的噪聲干擾,以免影響其他系統(tǒng)或裝置正常工作。因此提高系統(tǒng)的抗干擾能力也是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 電路抗干擾設(shè)計(jì)原則匯總: 1 電源線的設(shè)計(jì) 選擇合適的電源; 盡量加寬電源線; 保證電源線、底線走向和數(shù)據(jù)傳輸方向一致; 使用抗干擾元器件; 電源入口添加去耦電容(10~100μF)。 2 地線的設(shè)計(jì) 模擬地和數(shù)字地分開; 盡量采用單點(diǎn)接地; 盡量加寬地線; 將敏感電路連接到穩(wěn)定的接地參考源; 對(duì)PCB板進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì),把高帶寬的噪聲電路與低頻電路分開; 盡量減少接地環(huán)路(所有器件接地后回電源地形成的通路叫“地線環(huán)路”)的面積。 3 元器件的配置 不要有過長(zhǎng)的平行信號(hào)線; 保證PCB的時(shí)鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時(shí)鐘輸入端盡量靠近,同時(shí)遠(yuǎn)離其他低頻器件; 元器件應(yīng)圍繞核心器件進(jìn)行配置,盡量減少引線長(zhǎng)度; 對(duì)PCB板進(jìn)行分區(qū)布局; 考慮PCB板在機(jī)箱中的位置和方向; 縮短高頻元器件之間的引線。 4 去耦電容的配置 每10個(gè)集成電路要增加一片充放電電容(10uF); 引線式電容用于低頻,貼片式電容用于高頻; 每個(gè)集成芯片要布置一個(gè)0.1μF的陶瓷電容; 對(duì)抗噪聲能力弱,關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件要加高頻去耦電容; 電容之間不要共用過孔; 去耦電容引線不能太長(zhǎng)。 5 降低噪聲和電磁干擾原則 盡量采用45°折線而不是90°折線(盡量減少高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射與耦合); 用串聯(lián)電阻的方法來降低電路信號(hào)邊沿的跳變速率; 石英晶振外殼要接地; 閑置不用的們電路不要懸空; 時(shí)鐘垂直于IO線時(shí)干擾??; 盡量讓時(shí)鐘周圍電動(dòng)勢(shì)趨于零; IO驅(qū)動(dòng)電路盡量靠近PCB的邊緣; 任何信號(hào)不要形成回路; 對(duì)高頻板,電容的分布電感不能忽略,電感的分布電容也不能忽略; 通常功率線、交流線盡量在和信號(hào)線不同的板子上。 6 其他設(shè)計(jì)原則 CMOS的未使用引腳要通過電阻接地或接電源(通常直接接地); 用RC電路來吸收繼電器等原件的放電電流; 總線上加10kΩ左右上拉電阻有助于抗干擾; 采用全譯碼有更好的抗干擾性; 元器件不用引腳通過10k電阻接電源; 總線盡量短,盡量保持一樣長(zhǎng)度; 兩層之間的布線盡量垂直; 發(fā)熱元器件避開敏感元件; 正面橫向走線,反面縱向走線,只要空間允許,走線越粗越好(僅限地線和電源線); 要有良好的地層線,應(yīng)當(dāng)盡量從正面走線,反面用作地層線; 保持足夠的距離,如濾波器的輸入輸出、光耦的輸入輸出、交流電源線和弱信號(hào)線等; 長(zhǎng)線加低通濾波器。走線盡量短截,不得已走的長(zhǎng)線應(yīng)當(dāng)在合理的位置插入C、RC、或LC低通濾波器; 除了地線,能用細(xì)線的不要用粗線。 7 布線寬度和電流 一般寬度不宜小于0.2.mm(8mil); 在高密度高精度的PCB上,間距和線寬一般0.3mm(12mil); 當(dāng)銅箔的厚度在50um左右時(shí),導(dǎo)線寬度1~1.5mm(60mil) = 2A; 公共地一般80mil,對(duì)于有微處理器的應(yīng)用更要注意。 8 電源線 電源線盡量短,走直線,最好走樹形,不要走環(huán)形。 9 布局 首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí),印制線條長(zhǎng),阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。 在確定PCB尺寸后.再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。 在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則: 盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。 某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。 重量超過15g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。 對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。 應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí),要符合以下原則: 按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號(hào)流通,并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。 在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn)。 位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬比為3:2成4:3。電路板面尺寸大于200x1