抗干擾問題是現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),它直接反映了整個(gè)系統(tǒng)的性能和工作的可靠性。對(duì)PCB工程師來說,抗干擾設(shè)計(jì)是大家必須要掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn),PCB板的設(shè)計(jì)主要有四方面的干擾存在:電源噪聲、傳輸線干擾、耦合和電磁干擾(EMI)。
1、電源噪聲
高頻電路中,電源所帶有的噪聲對(duì)高頻信號(hào)影響尤為明顯。因此,首先要求電源是低噪聲的。在這里,干凈的地和干凈的電源同樣重要。
2、傳輸線
在PCB中只可能出現(xiàn)兩種傳輸線:帶狀線和微波線。傳輸線最大的問題就是反射,反射會(huì)引發(fā)出很多問題,例如負(fù)載信號(hào)將是原信號(hào)與回波信號(hào)的疊加,增加信號(hào)分析的難度;反射會(huì)引起回波損耗(回?fù)p),其對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的影響與加性噪聲干擾產(chǎn)生的影響同樣嚴(yán)重。
3、耦合
干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)是通過一定的耦合通道對(duì)電控系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾作用的。干擾的耦合方式無非是通過導(dǎo)線、空間、公共線等作用在電控系統(tǒng)上。分析下來主要有以下幾種:直接耦合、公共阻抗耦合、電容耦合、電磁感應(yīng)耦合、輻射耦合等。
4、電磁干擾(EMI)
電磁干擾EMI有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,高頻信號(hào)線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源,能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。
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,接下來,我們僅就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(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。
2、地線設(shè)計(jì)
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。
接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很細(xì)的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,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。
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。
3、退耦電容配置
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)耐笋铍娙荨?/p>
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,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1 ~ 10pF的電容。
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耦電容。
④電容引線不能太長(zhǎng),尤其是高頻旁路電容不能有引線。
4、PCB設(shè)計(jì)中消除電磁干擾的方法
①減小環(huán)路:每個(gè)環(huán)路都相當(dāng)于一個(gè)天線,因此我們需要盡量減小環(huán)路的數(shù)量,環(huán)路的面積以及環(huán)路的天線效應(yīng)。確保信號(hào)在任意的兩點(diǎn)上只有唯一的一條回路路徑,避免人為環(huán)路,盡量使用電源層。
②濾波:在電源線上和在信號(hào)線上都可以采取濾波來減小EMI,方法有三種:去耦電容、EMI濾波器、磁性元件。
⑤增加PCB板的介電常數(shù),可防止靠近板的傳輸線等高頻部分向外輻射;增加PCB板的厚度,盡量減小微帶線的厚度,可以防止電磁線的外溢,同樣可以防止輻射。
聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。
舉報(bào)投訴
原文標(biāo)題:怎樣進(jìn)行PCB電路板的抗干擾設(shè)計(jì)?
文章出處:【微信號(hào):eda365wx,微信公眾號(hào):EDA365電子論壇】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
相關(guān)推薦
射頻印制電路板(PCB)的設(shè)計(jì)如何解決信號(hào)干擾
隨著電子通信技術(shù)的開展,無線射頻電路技術(shù)運(yùn)用越來越廣,其間的射頻電路的功能目標(biāo)直接影響整個(gè)產(chǎn)
發(fā)表于 05-13 14:23
印制電路板的抗干擾規(guī)劃關(guān)于減小系統(tǒng)電磁信息輻射具有重要的含義。射頻電路板的密度越來越高,射頻PCB印制電
發(fā)表于 06-08 14:48
印制電路板設(shè)計(jì)原則和抗干擾措施 印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件.它提供
發(fā)表于 11-19 14:49
?581次閱讀
列車用高速數(shù)字pcb電路板抗干擾設(shè)計(jì),下來看看。
發(fā)表于 03-29 15:24
?20次下載
PCB 電路板上干擾主要有共模干擾和差模干擾。差模干擾是由信號(hào)回路產(chǎn)生的,共模
發(fā)表于 02-11 16:12
?970次閱讀
電路板的規(guī)劃,主要是要規(guī)劃pcb板的物理尺寸,元件的封裝形式,元件安裝方式,板層結(jié)構(gòu),即單層板、
發(fā)表于 08-02 15:15
?5170次閱讀
隨著互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展,PCB是電子元器件主導(dǎo)體更是重要的電子部件,現(xiàn)在PCB電路板被廣泛使用到電子產(chǎn)品中。 我們每一次完成了PCB設(shè)計(jì)板時(shí),其
發(fā)表于 05-06 16:09
?7065次閱讀
電路板抄板(PCB抄板),即在有電子產(chǎn)品和電路板的前提下,逆向分析技術(shù)用于反向分析電路板,以及原
發(fā)表于 07-28 11:15
?1.4w次閱讀
隨著互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展,PCB是電子元器件主導(dǎo)體更是重要的電子部件,現(xiàn)在PCB電路板被廣泛使用到電子產(chǎn)品中。 我們每一次完成了PCB設(shè)計(jì)板時(shí),其
發(fā)表于 07-12 10:54
?4061次閱讀
我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路板的時(shí)候,電路原理設(shè)計(jì)的很好,甚至說很優(yōu)秀,但是,在調(diào)試過程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的噪聲,電路板不能達(dá)到預(yù)期目的,有時(shí)更甚者,不得不重新layout板子。那么怎樣才能降低
發(fā)表于 08-16 09:23
?6885次閱讀
合理選擇層數(shù) 在 PCB 設(shè)計(jì)中對(duì)高頻電路板布線時(shí),利用中間內(nèi)層平面作為電源和地線層,可以起到屏蔽的作用,有效降低寄生電感、縮短信號(hào)線長(zhǎng)度、 降低信號(hào)間的交叉
發(fā)表于 02-22 11:16
?2170次閱讀
隨著電子通信技術(shù)的開展,無線射頻電路技術(shù)運(yùn)用越來越廣,其間的射頻電路的功能目標(biāo)直接影響整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量,射頻印制電路板(PCB)的抗煩擾規(guī)劃關(guān)
發(fā)表于 05-16 09:33
?1015次閱讀
pcb電路板維修口訣 作為電子整機(jī)的核心部件,PCB電路板的設(shè)計(jì)、制造,一旦經(jīng)過一定時(shí)間的使用,就會(huì)不可避免地出現(xiàn)一些問題,需要進(jìn)行維修。而要想成功地進(jìn)行維修,需要掌握一些口訣,下面就
發(fā)表于 08-29 16:40
?4006次閱讀
電路板pcb打樣降低成本的方法
發(fā)表于 12-13 17:25
?1024次閱讀
印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件,提供電氣連接。隨著電子技術(shù)發(fā)展,PCB 密度越來越高,其設(shè)計(jì)好壞對(duì)抗干擾能力影響大。
發(fā)表于 10-07 14:32
?397次閱讀
評(píng)論