pcb布局布线技巧及原则.
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PCB布线设计详介PCB布线设计是电路设计中非常重要的一个环节,其设计质量直接关系到整个电路的稳定性和性能。
本文将对PCB布线设计的相关内容进行详细的介绍。
一、PCB布线设计的基本原则1.信号传输线要尽量短,减少信号传输时的信号损失,降低噪声干扰。
2.信号线和电源线要分开布线,避免互相干扰,减少互相串扰带来的影响。
3.布线路径尽量简单,避免交叉、弯曲、折返等复杂路径,减少布线电感和电容。
4.布线要避免悬线和盲孔,减少板间电容。
5.时钟信号和高速数据线要特别注意,要尽量短,布垂直于板面,避免与其他线路交叉干扰。
二、PCB布线的技巧1.差分线路的布线差分线路的布线技术是在高速传输系统中广泛应用的一种技术。
差分线路是指将信号线和其镜像线分开布置在PCB板上的一组线路,通过差模信号传输方式来实现。
差分信号与单端信号相比,具有抗噪声干扰、抗串扰、抗EMI(电磁干扰)能力强等特点,因此在高速传输中得到了广泛的应用。
2.布局的作用PCB布局与布线设计相辅相成,布局设计是为了让布线设计得以更好地实现。
优良的布局设计可以减少电路的噪声和信号干扰,提高电路的稳定性。
在PCB布局设计中,需注意尽量采用规则的布局结构,并在PCB布局设计中安排合理的电路模块布局。
同时还要注意小功率电路与大功率电路的分离,以及布局的美观性等。
3.选择合适的信号层在PCB布线设计中,如何选择合适的信号层是选择各层布线的关键之一,正确的选择信号层具有极其重要的作用。
总结各种信号层的特点,选择合适的信号层非常重要,一般可按以下原则进行选择:a.如何选择信号层的数量:在一般的PCB布线设计中,两、四层板较为常见,根据实际需要可选择更多的层数。
b.信号层的放置顺序:一般而言,地层作为底基础层,供电层接在地上方。
地面层主要用来进行接地和铺敷地电位,因此在信号层的选择上要注意尽量使地层尽可能地与其他层隔离开来。
其余层的放置顺序和数量根据实际电路设计需要来决定。
PCB布板布线规则1.宽度与间距要求:根据电流、信号传输等需求,确定导线的宽度和间距。
宽度过小会导致电流过载,宽度过大则会浪费空间。
而间距过小会导致干扰和电容耦合,间距过大则会浪费空间。
2.信号与电源分离:将信号和电源线路分离布线,避免信号间的干扰以及对信号产生的电磁辐射干扰。
3.地线布线:合理布置地线,确保回流电流的畅通,减小接地回路的电阻,提高电路抗干扰性能。
4.电源线协调:合理布置电源线,降低电源线的阻抗,减小电源线对信号的干扰程度。
5.信号线长度匹配:在设计中,对于相同类型的信号,尽量使其长度相等,以减小因信号到达时间不同而引起的传输延迟和干扰。
6.差分信号布线:对于差分信号传输的线路,在布线时要注意使两个信号线的长度相等,并且平行放置,以保证差模信号的均衡和抗干扰性能。
7.组件布局:根据电路的功能需求和信号距离等因素,合理布局电路上的各个元件,减小信号传输路径的长度,降低信号损耗和干扰。
8.信号层协调:在多层PCB布板中,要合理划分信号层和电源层的位置,避免信号与电源之间的串扰和干扰。
9.绕线路径合理布置:绕线时要避免直角弯道,尽量采用45度角或圆弧的方式,以减少信号的反射和串扰。
10.引脚分离:对于输入输出端口,要尽量将其分离布局,减少接口之间的干扰和串扰。
11.保持电网的连续性:在布线过程中要确保电网的连续性,避免因分割而导致电流回流困难,影响电路的性能和稳定性。
12.良好的散热设计:在布线时要充分考虑散热问题,合理布置散热元件和散热通道,确保电路的稳定工作。
总之,PCB布板布线规则是为了保证电路可靠性、抗干扰性和性能的关键要求,在布线过程中要综合考虑信号传输特性、电路功能需求以及制造工艺等因素,合理布局和布线,确保电路的性能和可靠性。
PCB板布线布局一.PCB布局原则首先,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,成本也增加;过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰。
在确定PCB尺寸后.再按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性,按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。
最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
1.布局操作的基本原则A. 位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。
电路板的最佳形状为矩形。
长宽比为3:2成4:3。
B. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.C. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.D. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分.E. 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、整齐、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。
F. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置;同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
2.布局操作技巧1. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
2. 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。
3. IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
4. 尽可能缩短高频元器件之间的连线,设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,输入和输出元件应尽量远离。
5. 某些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。
PCB板布线技巧1.合理规划布局:在开始布线之前,应该先对PCB板进行合理规划布局。
要根据电路的功能和信号传输的需求,将元器件和功能块合理地部署在PCB板上。
在布置元器件时,应该注意使信号路径尽可能的短,并保持良好的信号完整性。
2.地线和电源线设计:地线和电源线是电路中非常重要的信号线。
在布线时,要保证地线和电源线的宽度足够大以承受电流负载,并且要尽量减小地线和电源线的阻抗。
此外,还需要注意地线和电源线之间的间距,以避免相互干扰。
3.运用差分信号线:对于高速传输信号线,可以采用差分信号线布线。
差分信号线可以提高信号的抗干扰能力,减小信号线对周围环境的敏感度。
在布线时,应保持差分信号线的长度相等,并保持一定的间距,以避免互相干扰。
4.控制信号和高频信号的布线:对于控制信号和高频信号,布线时需要格外注意。
控制信号线应尽量和地线分开,以减小相互干扰的可能性。
对于高频信号线,应尽量避免走直线,而是采用更曲折的布线方式,以减小信号的辐射和串扰。
5.设计适当的信号地方向:在布线时,需要合理地选择信号的走向。
对于高频信号和运放信号,应尽量避免穿越整个板子。
信号线的走向应避免和其他高频信号和电源线相交,以减小相互干扰的可能性。
6.控制阻抗匹配:在布线中,要注意保持信号线的阻抗匹配。
如果信号线的阻抗不匹配,会导致信号的反射和损耗,从而影响信号的传输和质量。
通过控制信号线的宽度和间距,可以实现阻抗的匹配。
7.确保信号完整性:在布线时,需要注意信号的完整性。
可以通过增加电容和电感等元器件来实现信号的滤波和隔离,以减小干扰和噪声对信号的影响。
此外,还可以采用差分对地布线来降低信号的串扰。
8.注意电流回路:在布线时,需要特别关注电流回路的设计。
电流回路的布线需要注意回路的完整性,避免出现回路断开或者电流集中在其中一小段线路上的情况,从而引起电压降低和电流过载的问题。
以上就是PCB板布线的一些技巧。
在实际设计过程中,还需要根据具体的电路设计要求和特性进行合理的布线设计,从而实现电路性能和可靠性的最优化。
PCB板布局原则布线技巧1.PCB板布局原则:-分区布局:将电路板分成不同的区域,将功能相似的电路组件放在同一区域内,有利于信号的传输和维护。
比如,将稳压电路、放大电路、数字电路等放在不同的区域内。
-尽量减少线路长度:线路长度越长,电阻和电感越大,会引入更多的信号损耗和噪声,影响电路的性能。
因此,尽量把线路缩短,减少线路长度。
-避免线路交叉:线路交叉会引入互相干扰的可能性,产生串扰和相互耦合。
因此,尽量避免线路的交叉,使布局更加清晰。
-电源和地线布局:电源和地线是电路中非常重要的信号传输线路,应该尽量压缩在一起,减小回路面积,从而降低电磁干扰的发生。
-高频和低频电路分离:将高频电路和低频电路分开布局,避免高频电路对低频电路的干扰。
2.PCB板布线技巧:-网格布线:将布线分成网格形式,每个网格中只允许一条线路通过,可以提高布线的整齐度和美观度。
-使用规则层:在PCB设计软件中,可以使用规则层进行布线规划,指定线路的宽度、间距等参数,保证布线的一致性和可靠性。
-使用层次布线:将线路分成不同的层次进行布线,可以减少线路的交叉,降低噪声的产生。
-注意差分信号的布线:对于差分信号线路,保持两条线路的长度和布线路径尽量相同,可以减小差分信号之间的差别,提高信号完整性。
-避免直角和锐角:直角和锐角容易引起信号反射和串扰,应尽量避免使用直角和锐角的线路走向,采用圆滑的线路路径。
总结:PCB板布局和布线是PCB设计中不可忽视的环节,合理的布局和布线可以提高电路的性能和可靠性。
通过遵循一些原则,如分区布局、减少线路长度、避免线路交叉等,并结合一些布线技巧,如网格布线、使用规则层、使用层次布线等,可以实现高质量的布局和布线。
PCB布线的技巧及注意事项布线技巧:1.确定电路结构:在布线之前,需要先确定电路结构。
将电路分成模拟、数字和电源部分,然后分别布线。
这样可以减少干扰和交叉耦合。
2.分区布线:将电路分成不同的区域进行布线,每个区域都有自己的电源和地线。
这可以减少干扰和噪声,提高信号完整性。
3.高频和低频信号分离:将高频和低频信号分开布线,避免相互干扰。
可以通过设立地板隔离和电源隔离来降低电磁干扰。
4.绕规则:维持布线规则,如保持电流回路的闭合、尽量避免导线交叉、保持电线夹角90度等。
这样可以减少丢失信号和干扰。
5.简化布线:简化布线路径,尽量缩短导线长度。
短导线可以减少信号传输延迟,并提高电路稳定性。
6.差分线布线:对于高速信号和差分信号,应该采用差分线布线。
差分线布线可以减少信号的传输损耗和干扰。
7.用地平面:在PCB设计中,应该用地平面层绕过整个电路板。
地平面可以提供一个低阻抗回路,减少对地回路电流的干扰。
8.参考层对称布线:如果PCB板有多层,应该选择参考层对称布线。
参考层对称布线可以减少干扰,并提高信号完整性。
注意事项:1.信号/电源分离:要避免信号线与电源线共享同一层,以减少互相干扰。
2.减小射频干扰:布线时要特别注意射频信号传输的地方,采取屏蔽措施,如避免长线路、使用高频宽接地等。
3.避免过长接口线:如果接口线过长,则信号传输时间会增加,可能导致原始信号失真。
4.避免过短导线:过短的导线也可能引发一些问题,如噪声、串扰等。
通常导线长度至少应该为信号上升时间的三分之一5.接地技巧:为了减少地回路的电流噪声,应该尽量缩短接地回路路径,并通过增加地线来提高接地效果。
6.隔离高压部分:对于高压电路,应该采取隔离措施,避免对其他电路产生干扰和损坏。
7.注重信号完整性:对于高速和差分信号,应该特别注重信号完整性。
可以采用阻抗匹配和差分线布线等技术来提高信号传输的稳定性。
总结起来,PCB布线需要遵循一些基本原则,如简化布线、分区布线、差分线布线等,同时需要注意电源和信号的分离、射频干扰的减小等问题。
PCB的布线原则介绍PCB(Printed Circuit Board)布线是在电子产品的设计和制造过程中非常重要的一步,它涉及到电路连接的实现和优化,对电气性能和可靠性有着直接影响。
下面将介绍一些PCB布线的原则和技巧。
1.分层布线原则:为了减少信号串扰和提高布线效果,通常使用多层PCB来进行布线。
不同信号层之间约束通过信号引线进行连接。
2.信号流布线原则:PCB布线应遵循信号流动路径的原则,尽量在布线中使用直线、平行和垂直线路,避免使用弯曲和串扰风险较大的线路。
3.引脚位置原则:为了便于布线和减少信号串扰风险,应该将高速信号的输入和输出引脚安排在同一侧或者上下相邻的地方。
4.良好的地平面原则:地平面是整个PCB布线设计中非常重要的一部分,要做到尽量连续、稳定和低阻抗。
良好的地平面可以减少信号回流路径长度,提高信号质量和抗干扰能力。
5.模拟数字分区原则:为了减少模拟信号和数字信号之间的干扰,布线时应该将它们分开布线,模拟信号通常靠近输入/输出接口,数字信号靠近芯片和处理器。
6.信号引线长度控制原则:为了提高信号的稳定性和可靠性,应尽量控制信号引线的长度,避免过长而引起信号失真或者串扰。
7.信号引线宽度控制原则:为了适应高速信号的要求,应尽量增加信号引线的宽度,减小电流密度,提高信号的传输速率。
8.信号层间距控制原则:为了减少层间串扰风险,应根据信号分布和技术需求,适当调整信号层的间距,通常越窄越好,但过窄会增加制造难度。
9.电源与分布原则:为了减少电源干扰,应设计分布式电源和地平面。
并且将电源线和信号线分开布线,以减少干扰。
10.阻抗匹配原则:为了保证传输线和匹配网络的工作效果,应根据设计要求和信号特征,选择合适的阻抗值。
11.元器件布局原则:元器件布局的合理性会直接影响到整个PCB布线的效果,因此在布局时应考虑信号传输要求、热问题、电源分布等因素。
12.电磁兼容原则:为了减少电磁辐射和电磁接收的干扰,应设计良好的屏蔽和周边环境,并尽量使用低辐射的元器件。
PCB布局布线技巧PCB(印制电路板)布局布线是电子产品设计中必不可少的一环。
良好的布局布线可以提高电路性能、稳定性和可靠性。
下面将介绍一些PCB布局布线的技巧。
一、布局技巧1.分区布局:将电路板按照功能划分不同区域,例如将信号处理电路、功率电路和通信电路分开布局,可以减少不同电路之间的干扰。
2.大电流回路:将高功率元件、大电流通路尽量短接,使大电流通过尽量少的导线,减少电阻、电感和电压降,提高电路的稳定性。
3.高频回路:对于高频电路,要注意避免长导线、小曲线和有较大电流的导线与其中的元器件接触。
4.电源布局:电源电路的布局要尽量靠近电源接口,减少供电线路的阻抗、压降和干扰。
5.接地布局:接地是保证电路正常运行的关键之一,要保证接地回路的路径尽量短,且与供电回路分开布局,减少互相干扰。
6.热量排散布局:对于需要散热的元器件,如功放、处理器等,要将其散热器布置在空气流通的地方,尽量避免与其他元件接触。
7.组件布局:相关元器件应尽量靠近,减少导线长度和磁场干扰。
对于敏感元器件,如传感器,应尽量远离干扰源。
8.可维护性布局:考虑到后期维护和维修的需求,应尽量保证布线路由直观、可辨识,便于排查故障。
二、布线技巧1.信号线与电源线分开布线:信号线和电源线要互相分开布线,以减少互相的干扰。
2.信号线长度一致:对于同一信号的不同分支,要尽量保持长度一致,避免引起信号的失真。
3.十字型布线:对于需要高速传输的信号,可以采用十字型布线,将数据线与地线交叉布线,可以有效减少串扰和噪声。
4.双层布线:对于复杂的电路板,可考虑使用双层布线,将功率和信号线分开布置在不同的层上,减少干扰。
5.差分布线:对于高速信号传输,如USB、HDMI等,可以采用差分布线,可以抑制共模噪声,提高信号的质量。
6.避免直角弯曲:直角弯曲会引起阻抗变化和信号衰减,应尽量避免使用直角弯曲。
7.路径交叉最小化:路径交叉会导致干扰和串扰,应尽量将路径交叉降到最少。
PCB布局布线技巧及原则1. 引言PCB(Printed Circuit Board)布局布线是电子产品设计中至关重要的一步。
良好的布局布线能够确保电路的可靠性、性能和EMI (Electromagnetic Interference)抗干扰能力。
本文将介绍一些常见的PCB布局布线技巧及原则,帮助读者更好地进行电路设计和布线。
2. PCB布局技巧2.1 分区布局在设计复杂的电路板时,将电路板分为几个功能区域进行布局是一个很好的策略。
例如,将微处理器、模拟电路和电源电路分开布局。
这可以降低信号干扰,并更好地管理电源分配和地平面。
2.2 复用层对于多层PCB设计,可以使用复用层的技术来提高布局效率。
复用层是指多个分区共享同一个地平面或电源平面。
这样做可以减少电路板的层数,提高信号完整性和EMI性能。
2.3 阻抗控制在高速设计中,阻抗控制是非常重要的。
通过合理设计走线宽度、间距和层间距,可以实现所需的阻抗匹配。
使用阻抗控制工具进行模拟和仿真分析,以确保信号完整性。
2.4 时钟信号布局时钟信号在高速电子系统中非常关键。
为了降低时钟抖动和噪声,应优先布置时钟信号线。
时钟信号线应尽量短、直接,并与其他信号线保持一定的距离以减少干扰。
2.5 地平面和电源分布良好的地平面和电源分布可以大大改善电路性能和抗干扰能力。
地平面应尽量连续、整齐,并尽可能地覆盖整个PCB区域。
电源分布应合理,避免共享电流,以减少电源波动。
3. PCB布线原则3.1 追求最短和最直接的路径布线时应尽量追求最短和最直接的路径,以降低传输延迟和信号损失。
避免走线过长或弯曲,特别是对于高速信号和时钟信号。
3.2 避免平行和交叉在布线过程中,应尽量避免平行和交叉走线。
平行走线容易引起串扰干扰,而交叉走线则易引起交互耦合。
合理规划走线,尽量平行走线和交叉垂直走线。
3.3 差分信号布线对于高速差分信号,应采用差分布线技术。
差分信号的两条传输线上的信号互为补码,可以大大减小对外部干扰的敏感度。
一、元件布局基本规则1. 按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件;3. 卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm;5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;6. 金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;9. 其它元器件的布置:所有IC 元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm);11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过;12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致;13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB 板边≤1mm 的区域内,以及安装孔周围1mm 内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu 入出线不应低于10mil(或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W 电阻:51*55mil(0805 表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805 表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。
如何提高抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时,如何提高抗干扰能力和电磁兼容性?1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰:(1) 微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。
(2) 系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。
(3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D 变换电路的系统。
2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施:(1) 选用频率低的微控制器:选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。
同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。
虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3 倍。
(2) 减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS 技术制造。
信号输入端静态输入电流在1mA 左右,输入电容10PF 左右,输入阻抗相当高,高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。
当Tpd>Tr 时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。
信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。
可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3 到1/2 之间。
微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr(标准延迟时间)为3 到18ns 之间。
在印制线路板上,信号通过一个7W 的电阻和一段25cm 长的引线,线上延迟时间大致在4~20ns 之间。
也就是说,信号在印刷线路上的引线越短越好,最长不宜超过25cm。
而且过孔数目也应尽量少,最好不多于2 个。
当信号的上升时间快于信号延迟时间,就要按照快电子学处理。
此时要考虑传输线的阻抗匹配,对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输,要避免出现Td>Trd 的情况,印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。
用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则:信号在印刷板上传输,其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。
(3) 减小信号线间的交*干扰:A 点一个上升时间为Tr 的阶跃信号通过引线AB 传向B 端。
信号在AB 线上的延迟时间是Td。
在D 点,由于A 点信号的向前传输,到达B 点后的信号反射和AB 线的延迟,Td 时间以后会感应出一个宽度为Tr 的页脉冲信号。
在C 点,由于AB 上信号的传输与反射,会感应出一个宽度为信号在AB 线上的延迟时间的两倍,即2Td的正脉冲信号。
这就是信号间的交*干扰。
干扰信号的强度与C 点信号的di/at 有关,与线间距离有关。
当两信号线不是很长时,AB 上看到的实际是两个脉冲的迭加。
CMOS 工艺制造的微控制由输入阻抗高,噪声高,噪声容限也很高,数字电路是迭加100~200mv 噪声并不影响其工作。
若图中AB 线是一模拟信号,这种干扰就变为不能容忍。
如印刷线路板为四层板,其中有一层是大面积的地,或双面板,信号线的反面是大面积的地时,这种信号间的交*干扰就会变小。
原因是,大面积的地减小了信号线的特性阻抗,信号在D 端的反射大为减小。
特性阻抗与信号线到地间的介质的介电常数的平方成反比,与介质厚度的自然对数成正比。
若AB 线为一模拟信号,要避免数字电路信号线CD 对AB 的干扰,AB 线下方要有大面积的地,AB 线到CD 线的距离要大于AB 线与地距离的2~3 倍。
可用局部屏蔽地,在有引结的一面引线左右两侧布以地线。
(4) 减小来自电源的噪声电源在向系统提供能源的同时,也将其噪声加到所供电的电源上。
电路中微控制器的复位线,中断线,以及其它一些控制线最容易受外界噪声的干扰。
电网上的强干扰通过电源进入电路,即使电池供电的系统,电池本身也有高频噪声。
模拟电路中的模拟信号更经受不住来自电源的干扰。
(5) 注意印刷线板与元器件的高频特性在高频情况下,印刷线路板上的引线,过孔,电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。
电容的分布电感不可忽略,电感的分布电容不可忽略。
电阻产生对高频信号的反射,引线的分布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时,就产生天线效应,噪声通过引线向外发射。
印刷线路板的过孔大约引起0.6pf 的电容。
一个集成电路本身的封装材料引入2~6pf 电容。
一个线路板上的接插件,有520nH 的分布电感。
一个双列直扦的24 引脚集成电路扦座,引入4~18nH 的分布电感。
这些小的分布参数对于这行较低频率下的微控制器系统中是可以忽略不计的;而对于高速系统必须予以特别注意。
(6) 元件布置要合理分区元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题,原则之一是各部件之间的引线要尽量短。
在布局上,要把模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源部分(如继电器,大电流开关等)这三部分合理地分开,使相互间的信号耦合为最小。
G 处理好接地线印刷电路板上,电源线和地线最重要。
克服电磁干扰,最主要的手段就是接地。
对于双面板,地线布置特别讲究,通过采用单点接地法,电源和地是从电源的两端接到印刷线路板上来的,电源一个接点,地一个接点。
印刷线路板上,要有多个返回地线,这些都会聚到回电源的那个接点上,就是所谓单点接地。
所谓模拟地、数字地、大功率器件地开分,是指布线分开,而最后都汇集可以去除高到1GHZ 的高频成份。
陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。
设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。
去耦电容有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路到这个接地点上来。
与印刷线路板以外的信号相连时,通常采用屏蔽电缆。
对于高频和数字信号,屏蔽电缆两端都接地。
低频模拟信号用的屏蔽电缆,一端接地为好。
对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属罩屏蔽起来。
(7) 用好去耦电容。
好的高频去耦电容开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容为0.1uf 的去耦电容有5nH 分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz 左右,也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用,对40MHz 以上的噪声几乎不起作用。
1uf,10uf 电容,并行共振频率在20MHz 以上,去除高频率噪声的效果要好一些。
在电源进入印刷板的地方和一个1uf 或10uf 的去高频电容往往是有利的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。
每10 片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电容大小可选10uf。
最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。
去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f 计算;即10MHz 取0.1uf,对微控制器构成的系统,取0.1~0.01uf 之间都可以。
3、降低噪声与电磁干扰的一些经验。
(1) 能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。
(2) 可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。
(3) 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。
(4) 使用满足系统要求的最低频率时钟。
(5) 时钟产生器尽量*近到用该时钟的器件。
石英晶体振荡器外壳要接地。
(6) 用地线将时钟区圈起来,时钟线尽量短。
(7) I/O 驱动电路尽量*近印刷板边,让其尽快离开印刷板。
对进入印制板的信号要加滤波,从高噪声区来的信号也要加滤波,同时用串终端电阻的办法,减小信号反射。
(8) MCD 无用端要接高,或接地,或定义成输出端,集成电路上该接电源地的端都要接,不要悬空。
(9) 闲置不用的门电路输入端不要悬空,闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端。
(10) 印制板尽量使用45 折线而不用90 折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。
(11) 印制板按频率和电流开关特性分区,噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。
(12) 单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗,经济是能承受的话用多层板以减小电源,地的容生电感。
(13) 时钟、总线、片选信号要远离I/O 线和接插件。
(14) 模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线,特别是时钟。
(15) 对A/D 类器件,数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交*。
(16) 时钟线垂直于I/O 线比平行I/O 线干扰小,时钟元件引脚远离I/O 电缆。