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技術(shù)專題
電路板的抗干擾設(shè)計(jì)該如何進(jìn)行?
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)。
電源線的設(shè)計(jì)
1) 選擇合適的電源;
2) 盡量加寬電源線;
3) 保證電源線、底線走向和數(shù)據(jù)傳輸方向一致;
4) 使用抗干擾元器件;
5) 電源入口添加去耦電容(10——100uf)。
地線的設(shè)計(jì)
1) 模擬地和數(shù)字地分開;
2) 盡量采用單點(diǎn)接地;
3) 盡量加寬地線;
4) 將敏感電路連接到穩(wěn)定的接地參考源;
5) 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;
6) 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。
元器件的配置
1) 不要有過長(zhǎng)的平行信號(hào)線;
2) 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;
3) 元器件應(yīng)圍繞器件進(jìn)行配置,盡量減少引線長(zhǎng)度;
4) 對(duì)pcb板進(jìn)行分區(qū)布局;
5) 考慮pcb板在機(jī)箱中的位置和方向;
6) 縮短高頻元器件之間的引線。
去耦電容的配置
1) 每10個(gè)集成電路要增加一片充放電電容(10uf);
2) 引線式電容用于低頻,貼片式電容用于高頻;
3) 每個(gè)集成芯片要布置一個(gè)0.1uf的陶瓷電容;
4) 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;
5) 電容之間不要共用過孔;
6) 去耦電容引線不能太長(zhǎng)。
降低噪聲和電磁干擾原則
1) 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);
2) 用串聯(lián)電阻的方法來(lái)降低電路信號(hào)邊沿的跳變速率;
3) 石英晶振外殼要接地;
4) 閑置不用的們電路不要懸空;
5) 時(shí)鐘垂直于IO線時(shí)干擾??;
6) 盡量讓時(shí)鐘周圍電動(dòng)勢(shì)趨于零;
7) IO驅(qū)動(dòng)電路盡量靠近 pcb的邊緣;
8) 任何信號(hào)不要形成回路;
9) 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;
10) 通常功率線、交流線盡量在和信號(hào)線不同的板子上。
其他設(shè)計(jì)原則
1)CMOS的未使用引腳要通過電阻接地或電源;
2)用RC電路來(lái)吸收繼電器等原件的放電電流;
3)總線上加10k左右上拉電阻有助于抗干擾;
4)采用全譯碼有更好的抗干擾性;
5)元器件不用引腳通過10k電阻接電源;
6)總線盡量短,盡量保持一樣長(zhǎng)度;
7)兩層之間的布線盡量垂直;
8)發(fā)熱元器件避開敏感元件;
9)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);
10)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;
11)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;
12)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;
13)除了地線,能用細(xì)線的不要用粗線。
布線寬度和電流
1)一般寬度不宜小于0.2.mm(8mil);
2)在高密度高精度的pcb上,間距和線寬一般0.3mm(12mil);
3)當(dāng)銅箔的厚度在50um左右時(shí),導(dǎo)線寬度1——1.5mm(60mil) = 2A;
4)公共地一般80mil,對(duì)于有微處理器的應(yīng)用更要注意。
電源線
電源線盡量短,走直線,走樹形,不要走環(huán)形。
布局
首先,EDA365電子論壇提醒大家要考慮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。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。
電源線的設(shè)計(jì)
地線設(shè)計(jì)的原則是:
a. 數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應(yīng)使它們盡量分開。
低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地,實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地,地線應(yīng)短而租,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。
b. 接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。
因此應(yīng)將接地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應(yīng)在2——3mm以上。
c. 接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板,其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。
退藕電容配置
PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荨?/span>
退藕電容的一般配置原則是:
a. 電源輸入端跨接10——100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。
b. 原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可每4——8個(gè)芯片布置一個(gè)1 —— 10pF的但電容。
c. 對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件,如 RAM、ROM存儲(chǔ)器件,應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。
d.電容引線不能太長(zhǎng),尤其是高頻旁路電容不能有引線。
以上是我對(duì)“電路板的抗干擾設(shè)計(jì)該如何進(jìn)行? ”的介紹,提供給大家參考。