印制線路板pcb級的電磁兼容設計(參考版)
2025-07-02 22:52本頁面
【正文】 11 / 11。只要我們在PCB設計中能遵守本文所羅列的設計規(guī)則，也可以解決大部分的電磁兼容問題，再通過少量的外圍瞬態(tài)抑制器件和濾波電路及適當的外殼屏蔽和正確的接地，就可以完成一個滿足電磁兼容要求的產品。一個電磁兼容設計良好的印制板是一個完美的“工藝品”，是無法抄襲和照搬的?？梢哉f一個好的印制線路板可以解決大部分的電磁騷擾問題，只要同時在接口電路排板時增加適當瞬態(tài)抑制器件和濾波電路就可以同時解決大部分抗擾度問題。7．結束語印制線路板是電子產品最基本的部件，也是絕大部分電子元器件的載體。(7) 用大容量的鉭電容或聚酯電容而不用電解電容作電路板上的充放電儲能電容。(6) 為每個集成電路設一個高頻去耦電容。(5) 閑置不用的門電路輸入端不要懸空，而是通過相應的匹配電阻接電源或接地。(4) MCU無用端要通過相應的匹配電阻接電源或接地。(2) 盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼（高頻電容、反向二極管等）。用這樣的電路原理圖進行PCB的排板時為達到電磁兼容的目的，必須采取必要的電路措施，即在其電路原理圖的基礎上增加必要的附加電路，以提高其產品的電磁兼容性能。(10) 采用正確的布線規(guī)則。(8) 必須跨越分割電源之間間隙的信號線要位于緊鄰大面積地的布線層上。(6) 實現模擬和數字電源分割。在電路板的模擬部分和數字部分下面敷設統(tǒng)一地。(3) A/D轉換器跨分區(qū)放置?；旌闲盘朠CB設計是一個復雜的過程，設計過程要注意以下幾點：(1) PCB分區(qū)為獨立的模擬部分和數字部分。將統(tǒng)一的地分為模擬部分和數字部分。而如果不這樣連接，就違反了廠商的要求。采取該方法時，必須保證兩個地之間的連接橋寬度與IC等寬，并且任何信號線都不能跨越分割間隙。如果系統(tǒng)僅有一個A/D轉換器，上面的問題就很容易解決。出現這種問題并不是因為沒有分割地，真正原因是數字信號布線不適當。在這種情況下，數字信號返回電流不會流入到模擬信號的地。在實際工作中一般傾向于使用統(tǒng)一地，將PCB分區(qū)為模擬部分和數字部分。對于前者，跨越分割間隙的是光信號；在采用變壓器的情況下，跨越分割間隙的是磁場。這樣，在每一個信號線的下方都能夠提供一個直接的電流回流路徑，從而使形成的環(huán)路面積很小。許多設計工程師僅僅考慮信號電流從哪兒流過，而忽略了電流的具體路徑。在PCB設計中最常見的問題就是信號線跨越分割地或電源而產生EMI問題。盡管這種方法可行，但是存在很多潛在的問題，在復雜的大型系統(tǒng)中問題尤其突出。在設計中要盡可能避免這兩種情況。5．模擬數字混合線路板的設計如何降低數字信號和模擬信號間的相互干擾呢？有兩個基本原則：第一個原則是盡可能減小電流環(huán)路的面積；第二個原則是系統(tǒng)只采用一個參考面。但是在單層PCB中多點接地是不可能的。速度最快的關鍵信號應當臨近接地面的一邊，非關鍵信號則布置靠近電源面。但是假如這片銅區(qū)是懸空的（比如它沒有和地連接），那么它可能表現為一個天線，并將導致電磁兼容問題。(9) 高速電路與低速電路布放高速電路和元件時應使其更接近接地面，而低速電路和元件應使其接近電源面。PCB電容的一個優(yōu)點是它具有非常高的頻率響應和均勻的分布在整個面或整條線上的低串連電感，它等效于一個均勻分布在整個板上的去耦電容。(8) PCB電容在多層板上，由分離電源面和地面的絕緣薄層產生了PCB電容。在這種布置方式中將進一步減少接地回路和阻抗。像在單層PCB中那樣。由于在單層PCB上無法實現星形布線，因此跳線和地線寬度的改變應當保持為最低，否則將引起線路阻抗與電感的變化。我們常常在印制板周邊布一圈寬的地線，也是起著同樣的作用。其原因在于：印制線路板上有很多集成電路元件，尤其遇有耗電多的元件時，因受接地線粗細的限制，會在地結上產生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結構成環(huán)路，則會縮小電位差值，提高電子設備的抗噪聲能力。如有可能，接地線的寬度應大于3mm。(3) 盡量加粗接地線若接地線很細，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。(2) 將數字電路與模擬電路分開電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。當工作頻率在1~10MHz時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的1/20，否則應采用多點接地法。(1) 正確選擇單點接地與多點接地在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而應采用一點接地。在PCB板的地線設計中，接地技術既應用于多層PCB，也應用于單層PCB。如能將接地和屏蔽正確結合起來使用，可解決大部分干擾問題。(18) 任何信號都不要形成環(huán)路，如不可避免，讓環(huán)路區(qū)盡量小。(16) 石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線。(14) 模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠離數字電路信號線，特別是時鐘。(12) 對A/D類器件，數字部分與模擬部分地線寧可統(tǒng)一也不要交叉。高速線要短而直。(9) I/O驅動電路盡量靠近印刷板邊的接插件，讓其盡快離開印刷板。折線布線以減小高頻信號對外的發(fā)射與耦合。(7) 印制板盡量使用45176。(5) 石英晶體振蕩器外殼要接地。(3) 電源線、地線及印制導線在印制板上的排列要恰當，盡量做到短而直，以減小信號線與回線之間所形成的環(huán)路面積。降低這種騷擾的方法除了加濾波電容外，更值得重視的是減小電源線、地線及其他印制板走線本身的高頻阻抗。(2) 電源線、地線、印制板走線對高頻信號應保持低阻抗。 印刷線路板的布線還要注意以下問題：(1) 專用零伏線，電源線的走線寬度≥1mm；(2) 電源線和地線盡可能靠近，以便使分布線
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