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正文內(nèi)容

線路板級的電磁兼容設計-預覽頁

2025-08-21 14:57 上一頁面

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【正文】 開關等可調(diào)元件的布局應考慮整機的結構要求。 (2) 以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。電路板面尺寸大于 200x150mm 時.應考慮電路板所受的機械強度。 (4) 安排電路時要使得信號線長度最小。 (8) 盡可能靠近整流二極管放置調(diào)壓元件和濾波電容器。在多層 PCB 中,設計者為了方便調(diào)試,會把信號線布在最外層。 電容:布線的電容是由絕緣體( EoEr)電流到達的范圍( A)以及走線間距( h)決定的。電容的分布電感不可忽略,電感的分布電容不可忽略。 印刷線路板的 過孔大約引起 的電容。 這些小的分布參數(shù)對于運行在較低頻率下的微控制器系統(tǒng)是可以忽略不計的;而對于高速系統(tǒng)必須予以特別注意。在地線面,非金屬的溝用來隔離四個地線面。對于 L 和 C 來說,最好不同分割區(qū)域使用各 自的 L 和 C,而不是用一個大的 L 和 C,因為這樣它便可以為不同的電路提供不同的濾波特性。 布線分離: 布線分離的作用是將 PCB 同一層內(nèi)相鄰線路之間的串擾和噪聲耦合最小化。同時、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有助于增強抗噪聲能力。 根據(jù)經(jīng)驗,對一般速度較快的 TTL 電路,其印制線條長于 10cm 以上時就應采用終端匹配措施。但是時鐘線同樣需要保護以免受其他電磁干擾源的干擾,否則,受擾時鐘信號將在電路的其他地方引起問題。 分流線路和保護線路之間的不同之處在于分流線路不必兩端端接(與地連接),但是保護線路的兩端都必須連接到地。局部去耦能夠減少沿著電源干線的噪聲傳播。如有可能,接100μF以上的更好。 (3) 對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如 RAM、 ROM存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入高頻退耦電容。好的高頻去耦電容可以去除高到 1GHz 的高頻成份。 (2) CMOS 的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時對不用端要通過電阻接地或接正電源。對于高速的并行線(如地址和數(shù)據(jù)線),如果層的改變是不可避免,應該確保每根信號線的過孔數(shù)一樣。 短截線 如圖 6 所示短截線會產(chǎn)生反射,同時也潛在增加輻射天線 的可能。因此,應該避免用樹型排列高速和敏感的信號線。所以最好保持路徑寬度不變。 接地金屬化填充區(qū) 所有的金屬化填充區(qū)應該被連接到地,否則,這些大的金屬區(qū)域能充當輻射天線。 為了抑制印制板導線之間的串擾,在設計布線時應盡量避免長距離的平行走線,盡可能拉開線與線之間的距離,信號線與地線及電源線盡可能不交叉。 (3) 時鐘信號引線最容易產(chǎn)生電磁輻射干擾,走線時應與地線回路相靠近。印制導線的電感量與其長度成正比,與其寬度成反比,因而短而 精的導線對抑制干擾是有利的。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀,這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。對高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取 (d+)mm。在頻率很高的情況下,電源線、地線、或印制板走線都會成為接收 與發(fā)射騷擾的小天線。 (4) 時鐘發(fā)生器盡量靠近到用該時鐘的器件。折線而不用 90176。 (10) 關鍵的線要盡量粗,并在兩邊加上保護地。 (13) 時鐘、總線、片選信號要遠離 I/O 線和接插件。 (17) 弱信號電路,低頻電路周圍不要形成電流環(huán)路。電子設備中地線結構大致有系統(tǒng)地、機殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和 模擬地等。當信號工作頻率大于 10MHz 時,地線阻抗變得很大,此時應盡量降低地線阻抗,應采用就近多點接地。要盡量加大線性電路的接地面積。 (4) 將接地線構成閉環(huán)路 設計只由數(shù)字電路組成的印制線路板的地線系統(tǒng)時,將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。 (6) 單層 PCB 的接地線 在單層(單面) PCB 中,接地線的寬度應盡可能的寬,且至少應為 (60mil)。 另外的一種布局是將接地層放在一邊,信號和電源線放于另一邊。在單層板上,電源線和地線的平行布放 也將存在這種電容效應。 (10) 地的銅填充 在某些模擬電路中,沒有用到的電路板區(qū)域是由一個大的接地面來覆蓋,以此提供屏蔽和增加去耦能力。 (12) 電源要求 當電路需要不止一個電源供給時,采用接地將每個電源分離開。相反,如果系統(tǒng)存在兩個參考面,就可 能形成一個偶極天線 (注:小型偶極天線的輻射大小與線的長度、流過的電流大小以及頻率成正比 );而如果信號不能通過盡可能小的環(huán)路返回,就可能形成一個大的環(huán)狀天線 (注:小型環(huán)狀天線的輻射大小與環(huán)路面積、流過環(huán)路的電流大小以及頻率的平方成正比 )。最關鍵的問題是不能跨越分割間隙布線,一旦跨越了分割間隙布線,電磁輻射和信號串擾都會急劇增加。如果必須對地線層進行分割,而且必須通過分割之間的間隙布線,可以先在被分割的地之間進行單點連接,形成兩個地之間的連接橋,然后通過該連接橋布線。還有一種可行的辦法是采用差分信號:信號從一條線流入從另外一條信號線返回,這種情況下,不需要地作為回流路徑。只有將數(shù)字信號布線在電路板的模擬部分之上或者將 模擬信號布線在電路板的數(shù)字部分之上時,才會出現(xiàn)數(shù)字信號對模擬信號的干擾。將地分割開,在 A/D 轉(zhuǎn)換器下面把模擬地和數(shù)字地部分連接在一起。 最好的辦法是開始時就用統(tǒng)一地。 (2) 合適的元器件布 局。 (5) 在電路板的所有層中,數(shù)字信號只能在電路板的數(shù)字部分布線;模擬信號只能在電路板的模擬部分布線。 (9) 分析返回地電流實際流過的路徑和方式。實際PCB 設計中可采用以下電路措施: (1) 可用在 PCB 走線上串接一個電阻的辦法,降低控制信號線上下沿跳變速率?;蚨x成輸出端,集成電路上該接電源、地的端都要接,不要懸空。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容。當一個產(chǎn)品的印制線路板設計完成后,可以說其核心電路的騷擾和抗擾特性就基本已經(jīng)確定下來了,要想再提高其電磁兼容特性,就只能通過接口電路的濾波和外殼的屏蔽來“圍追堵截”了,這樣不但大大增加了產(chǎn)品的后續(xù)成本,也增加了產(chǎn) 品的復雜程度,降低了產(chǎn)品的可靠性。但這并不是說我們的印制線路板就不必考慮產(chǎn)品的電磁兼容性能,只有通過外圍電路和外殼進行補救了
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