线路板如何进行抗干扰设计? 印制电路板的抗干扰设计需要注意什么

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-02
印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电于技术的飞速发展,PGB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大。因此,在进行PCB设计时。必须遵守PCB设计的一般原则,并应符合抗干扰设计的要求。

  PCB设计的一般原则要使电子电路获得最佳性能,元器件的布且及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB。应遵循以下一般原则:

  1. 布局首先,要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,本钱也增加;过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后。再确定特殊元件的位置。最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则:

  (1) 尽可能缩短高频元器件之间的连线,想法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输进和输出元件应尽量阔别。

  (2)某 些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的间隔,以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

  (3) 重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件,不宜装在印制板上,而应装在整机的机箱底板上,且应考虑散热题目。热敏元件应阔别发热元件。

  (4)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节,应放在印制板上方便于调节的地方;若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

  (5)应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。根据电路的功能单元。对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:

  1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。

  2)以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整洁、紧凑地排列在PCB上。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

  3)在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观。而且装焊轻易。易于批量生产。

  4)位于电路板边沿的元器件,离电路板边沿一般不小于2mm。电路板的最佳外形为矩形。长宽比为3:2成4:3。电路板面尺寸大于200x150mm时。应考虑电路板所受的机械强度。

  2。布线 布线的原则如下;

  (1)输进输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线,以免发生反馈藕合。

  (2)印制摄导线的最小宽度主要由导线与尽缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1~15mm 时。通过2A的电流,温度不会高于3℃,因此。导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路,尤其是数字电路,通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然,只要答应,还是尽可能用宽线。尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间尽缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路,尤其是数字电路,只要工艺答应,可使间距小至5~8mm。

  (3)印制导线拐弯处一般取圆弧形,而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外,尽量避免使用大面积铜箔,否则,长时间受热时,易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时,最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。

  3.焊盘焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm,其中d为引线孔径。对高密度的数字电路,焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。PCB及电路抗干扰措施印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系,这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。

  (1)电源线设计根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。同时、使电源线、 地线的走向和数据传递的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。

  (2)地段设计地线设计的原则是:

  1)数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路,应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地,实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而租,高频元件四周尽量用栅格状大面积地箔。

  2)接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条,则接地电位随电流的变化而变化,使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗,使它能通过三倍于印制板上的答应电流。如有可能,接地线应在2~3mm以上。

  3)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板,其接地电路布成团环路大多能进步抗噪声能力。

  (3)退藕电容配置PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是:

  1)电源输进端跨接10 ~ 100uf的电解电容器。如有可能,接100uF以上的更好。

  2)原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容,如遇印制板空隙不够,可每4~8个芯片布置一个1 ~ 10pF的但电容。

  3)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件,如RAM、ROM存储器件,应在芯片的电源线和地线之间直接接进退藕电容。

  4)电容引线不能太长,尤其是高频旁路电容不能有引线。此外,还应留意以下两点:

  在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操纵它们时均会产生较大火花放电,必须采用附图所示的 RC电路来吸收放电电流。一般R取 1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。

  CMOS的输进阻抗很高,且易受感应,因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

如何设计PCB,才可以减小电磁干扰~

PCB设计中EMC设计如何避免受电磁干扰
电磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。设计电路板时,一方面要尽可能的减少电磁频谱的发射,另一方面则要保护本设备免受电磁干扰。电磁干扰源、耦合路径和接收器,是形成干扰的三个要素,缺少其中任何一个都不会形成干扰。
电磁兼容性设计与具体电路有着密切的关系,为了进行电磁兼容性设计,设计者需要将辐射(从产品中泄漏的射频能量)减到最小,并增强其对辐射(进入产品中的能量)的易感性和抗干扰能力。而对于低频时常见的传导耦合,高频时常见的辐射耦合,切断其耦合途径是在设计时务必应该给予充分重视的。龙芯科技【www.pcbqc.com】根据多年的经验累积,认为抗干扰设计的基本原则有三个:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。
1. 抑制干扰源
抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt(数字器件电压变化率),di/dt(数字器件电流变化率)。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。
2. 切断干扰传播路径
(1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。
(2)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。
(3)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。
(4)用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则。
3. 提高敏感器件的抗干扰性能
提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。提高敏感器件抗干扰性能的常用措施:
(1)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。
(2)对单片机使用电源监控电路,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。
(3)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振频率和选用低速数字电路。
(4)IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。

首先,在电源和地之间都要加去耦电容,而且注意不是在总的电源和地之间并联许多电容,而是要在每一个元器件(或芯片)所连的最近的电源和地之间加去耦电容,尽管原理图上它们一样,但硬件上只有后者才有效果。
此外走线不要出现直角拐弯,因为电动力学理论(这个比较复杂了)可以证明,直角会给出很强的干扰电磁波,尽量钝角走线。
希望可以帮到祢


#潘响钞# 印制电路板的抗干扰设计需要注意什么 -
(18835316574): 首先,在电源和地之间都要加去耦电容,而且注意不是在总的电源和地之间并联许多电容,而是要在每一个元器件(或芯片)所连的最近的电源和地之间加去耦电容,尽管原理图上它们一样,但硬件上只有后者才有效果. 此外走线不要出现直角拐弯,因为电动力学理论(这个比较复杂了)可以证明,直角会给出很强的干扰电磁波,尽量钝角走线. 希望可以帮到祢

#潘响钞# 电路板抗干扰布线是怎样避免互感的?
(18835316574): 公共接地网路要布遍整个线路板,线路的线条要宽大.每一级都要有相应频率的滤波电路,接地大电流避免与其他线路平行延缓,接地较长的线路,尽可能地跨接重复接地搭线.避免引线帮扎在一起,减少分布电容来减少干扰.进线设立抗外来干扰虑频电路,输入域输出远离屏蔽.

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(18835316574): 使用无线电爱好者的72MHZ频率,不会干扰到别人.因为国家规定.无线电爱好者可使用72MHZ左右的频率/

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(18835316574): 抗干扰有一个专门学科,有好多的书可以参考.最简单的方法就是屏蔽,滤波以及PCB设计时layout注意接地!

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(18835316574): 1.连线精简原则:连线要精简,尽可能短,尽量少拐弯,力求线条简单明了,特别是在高频回路中,当然为了达到阻抗匹配而需要进行特殊延长的线就例外了,例如蛇行走线等.2.安全载流原则:铜线的宽度应以自己所能承载的电流为基础进行...

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(18835316574): 噪声干扰如雷击、周边负载设备的开关机、发电机、无线电通讯等.它对精密或计算机设备造成故障或者是程序与档案的执行错误等. 1、抑制干扰源 抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt.这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原...

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(18835316574): 这个要具体分析做的哪样产品.高频敏感的设备设计是要考虑的EMC问题就很多了,这里回答不完.普通的低频PCB设计中,通常要做的是有这几点吧:1、模拟地和数字地隔离;2、大功率和射频模块等干扰发射源要注意布局时优先考虑;3、信号线的环路面积要尽量小;4、添加Plane层和Ground层,添加地过孔,提供最短回路;5、合理的布置滤波电容.

#潘响钞# 板子有干扰,怎样提高板子的抗干扰能力
(18835316574): 如晶振这么容易受干扰,建议在以前的板子基础上查下晶振部分的电路,和板的电源设计.看是否有优化的地方.