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電路抗干擾設(shè)計(jì)原則匯總:
1、 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)。 2、 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。 3、 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)圍繞核心器件進(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。 4、 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)。 5、 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) 閑置不用的門電路不要懸空; (5) 時(shí)鐘垂直于IO線時(shí)干擾?。?/p> (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。 6、 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(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。走線盡量短接,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。 7、 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。 8、 電源線 電源線盡量短,走直線,走樹形,不要走環(huán)形。 9、 布局 首先,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。最后,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。 在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則: (1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。 (2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。 (3)重量超過15g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。 (4)對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。 (5)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。 根據(jù)電路的功能單元對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí),要符合以下原則: (1)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號(hào)流通,并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。 (2)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。 (3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn)。 (4)位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的形狀為矩形。長(zhǎng)寬比為3:2成4:3。電路板面尺寸大于200x150mm時(shí).應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。 10、 布線 布線的原則如下: (1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。加線間地線,以免發(fā)生反饋藕合。 (2)印制攝導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm、寬度為 1 ~ 15mm 時(shí).通過 2A的電流,溫度不會(huì)高于3℃,因此.導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。 對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選0.02~0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然,只要允許,還是盡可能用寬線.尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,只要工藝允許,可使間距小至5~8mm。 (3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則.長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí),易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí),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。 11、 焊盤 焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。 12、 PCB及電路抗干擾措施 印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系,這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)常用措施做一些說明。 13、 電源線的設(shè)計(jì) 根據(jù)印制線路板電流的大小,盡量加粗電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時(shí)、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(qiáng)抗噪聲能力。 14、 地線設(shè)計(jì) 地線設(shè)計(jì)的原則是: (1)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)短而粗,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。 (2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很細(xì)的線條,則線路阻抗會(huì)出現(xiàn)較大變化,大電流流過時(shí)會(huì)導(dǎo)致接地電位出現(xiàn)較大變化,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。 (3)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。 15、 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?/p> 退藕電容的一般配置原則是: (1)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。 (2)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。 (3)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。 (4)電容引線不能太長(zhǎng),尤其是高頻旁路電容不能有引線。
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