PCB抗干擾設(shè)計(jì)常用措施
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。
1.電源線設(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,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。
2.地線設(shè)計(jì)
在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用,可解決大部分干擾問題。電子產(chǎn)品中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。在地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
?。?)正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)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(yīng)采用一點(diǎn)接地的方式。當(dāng)信號工作頻率大于10MHz時,地線阻抗變得很大,此時應(yīng)盡量降低地線阻抗,應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1~10MHz時,如果采用一點(diǎn)接地,其地線長度不應(yīng)超過波長的1/20,否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。
?。?)數(shù)字地與模擬地分開。
電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應(yīng)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。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。要盡量加大線性電路的接地面積。
(3)接地線應(yīng)盡量加粗。
若接地線用很細(xì)的線條,則接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子產(chǎn)品的定時信號電平不穩(wěn),抗噪聲性能降低。因此應(yīng)將接地線盡量加粗,使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。如有可能,接地線的寬度應(yīng)大于3mm。
(4)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。
設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時,將接地線做成閉路可以明顯地提高抗噪聲能力。其原因在于:印制電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(xì)的限制,會在地線上產(chǎn)生較大的電位差,引起抗噪能力下降,若將接地線構(gòu)成環(huán)路,則會縮小電位差值,提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。
3.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關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。退藕電容的一般配置原則是:
?。?)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)原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個0.01pF的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個芯片布置一個1~10pF的鉭電容。
?。?)對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲器件,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,尤其是高頻旁路電容不能有引線。
此外,還應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
?。?)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時,操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC電路來吸收放電電流。一般R取1~2K,C取2.2~47uF。
?。?)CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時對不用端要接地或接正電源。
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