基于雙面印制板的電磁兼容性設計(已修改)
2025-06-23 07:30 本頁面
【正文】 基于雙面印制板的電磁兼容性設計 摘要：從電子系統(tǒng)電磁兼容性角度出發(fā)，詳細地敘述了雙面印制電路板上的元器件的布局、供電線路和信號線路的布線原則；并對雙面印制板的自動布線進行討論。 印制電路板 (簡稱印制板 )是電子應用系統(tǒng)中元器件、 摘要：從電子系統(tǒng)電磁兼容性角度出發(fā)， 詳細地敘述了雙面印制電路板上的元器件的布局、供電線路和信號線路的布線原則；并對雙面印制板的自動布線進行討論。 印制電路板 (簡稱印制板 )是電子應用系統(tǒng)中元器件、電源線和信號線的高度集合體。印制板設計的好壞對其系統(tǒng)的電磁兼容性的能力有很大 的影響，因此印制板的設計決不單是元器件與線路的簡單布局、排布，只要有意識加強電磁兼容性設計，才能使其系統(tǒng)的抗干擾能力增強，穩(wěn)定性提高。 對于常用的單片機系統(tǒng)，時鐘頻率一般在 4～ 12 MHz，其余的集成電路多為 74HC和 74LS系列，若采用單面的印制板，很難滿足需要，采用多層的，代價又太大，所以大多采用雙面印制板。使用雙面印制板時，只要充分地考慮了電磁兼容性問題，是可以滿足應用方面要求的。 當然，單片機系統(tǒng)的電磁兼容性所涉及的問題是方方面面的。本文只就雙面印制板面上單元電路 (或元器件 )的布局、線路的 布置等與電磁兼容性相關問題進行簡要地分析，并相應地給出具體措施。 1 印制板上單元電路的布局 雙面印制板上各種單元電路的相互位置，直接影響系統(tǒng)的電磁兼容性。因此對將要使用單元電路的進行甄別就顯得很重要。根據(jù)單元電路在使用中對電磁兼容性的敏感程度的不同進行分組。分組的目的是為了按組對印制板區(qū)間進行分割，讓同組元器件放在一起，以便于在空間上保證各組間的元器件不產(chǎn)生相互干擾。一般按工作速度快慢或電源電壓的等級進行分組。 單元電路工作頻率越高，速度就越快，信號的頻譜也 就越豐富；高頻分量比例越大，對外干擾也就越強。可根據(jù)單元電路的工作頻率分為高速電路 (如微處理器 )，中速電路 (如顯示處理 )，低速電路 (如接口 )和模擬電路 (如模擬信號放大器 )。多種速度電路在印制板上的布局一般如圖 1所示。 一般說來電源電壓不同，電路的種類往往 不同。例如， 數(shù)字電路用 5v 的較多，模擬電路中運算放大器等用 12v、 15v較多 ；若用同種電源電壓的電路中仍有數(shù)字與模擬元器件之分，還可以再分組。不同的電源電壓的等級布局如圖 2所示。 注意：不能將電源電壓等級不同的元器件交叉重疊，以防止相互串擾。其元器件分布的合理性如圖 3所示。 2 地線和電源 線的布置 從解決電磁兼容性著眼，印制板上的線，以地線最為重要，所以對雙面印制板來說地線要布置得特別合理。 地線分類是根據(jù)不同的電源電壓、數(shù)字與模擬、高速與低速和大電流與小電流等分別設置地線。分類設地的目的是為了防止其地線阻抗耦合干擾。雙面印制板用軌線作地線，即使軌線較寬，電感量也不能忽略，高頻電流通過時仍有可觀的電壓降，所以一般采用分地方法。所謂的分地，就是在布線時分開，而最后都匯集到直流電源的一點地上。 對于同類單元電路 (或元器件 )提高電磁兼容性效果的有效方法是采用網(wǎng)狀結構地線如圖 4所示。圖中實線為正面軌線，虛線為反面軌線，實線與虛線相互垂直，交叉點處由金屬化孔連接。這樣電流可以就近回流。圖 4中的垂直地線可能給正面布線造成一定困難，可用小型母線來替代，并與電源供電線連結起來如圖 5所示。圖中垂直的寬線條代表小型電流母線，可以裝卸，便于調(diào) 度。 應從兩個方面入手，
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