本文通過幾個典型的例子分析了各種干擾產(chǎn)生的途徑和原因,介紹了PCB(Printing Circuit Board)設(shè)計中的一些特殊規(guī)則及抗干擾設(shè)計的要求。
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來越高,電子系統(tǒng)的工作頻率也越來越高;模擬電路、數(shù)字電路、大規(guī)模的集成電路和大功率電路的混合使用以及電子設(shè)備的工作帶寬越來越寬,靈敏度越來越高;并隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,連接各設(shè)備之間的電纜和空間聯(lián)網(wǎng)也越來越復(fù)雜。實踐證明,當(dāng)我們在使用PROTEL軟件制板時,盡管制定了相關(guān)的設(shè)計規(guī)則及約束條件。在進(jìn)行自動布局和自動布線時,仍然出現(xiàn)印刷電路板設(shè)計不當(dāng),并對系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不良影響。因此,要使電子系統(tǒng)獲得性能, 在使用PROTEL軟件制板時,必須采用自動與手動相結(jié)合。并應(yīng)遵循設(shè)計的一般及特殊規(guī)則。
一、元器件布線
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。
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,以免放電引起意外短路。
3 .濾波電路中的電解電容器,在電路圖中,即使連接是相同的,但布線次序有錯誤,也不能得到所希望的電源波紋。
4.考慮電流環(huán)路。
5.電容的一般配置原則
1)電源輸入端跨接10μF~100μF 的電解電容器。如有可能,接100μF 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。如遇印刷板空隙不夠,可每(4個~8個)芯片布置一個1pF~10pF 的鉭電容。
3)對于抗噪聲能力弱、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耦電容。
4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。
5)在印刷板中有接觸器、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1kΩ~2kΩ,C取2.2μF~47μF。
6)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。
6.振蕩器幾乎所有的電子系統(tǒng)都有一個耦合于外部晶體或陶瓷諧振器的振蕩器電路.振蕩是一個輻射的發(fā)射源。
二、一般導(dǎo)線及焊盤布線
1.印刷板導(dǎo)線的小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。
2.印刷導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。 必須用大面積銅箔時,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。
3 .焊盤中心也要比器件引線直徑稍大一些。
三、電源線及地線設(shè)計
1 .根據(jù)印刷線路板電流的大小,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 .在小信號電路與大電流電路做在一起的電路中,必須將GND明顯地區(qū)分開來。
3 .正確選擇單點接地與多點接地。
4 .?dāng)?shù)字地與模擬地分開。
5 .接地線應(yīng)盡量加粗。
6 .接地線構(gòu)成閉環(huán)路。