目前,印刷電路板仍然是用于各種電子設備和系統的電子設備的主要裝配方法。實踐證明,即使電路原理圖設計正確,
印刷電路板設計不當,也會對電子設備的可靠性產生不利影響。例如,如果印刷電路板的兩條細平行線靠得很近,就會形成信號波形的延遲,并在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此,在設計印刷電路板時,應注意采用正確的方法。今天,中雷電子首先從地線設計,EMC與每個人一起設計分享。
第一,地線設計
在電子設備中,接地是控制干擾的重要方法。如果正確使用接地和屏蔽,大多數干擾問題都可以解決。電子設備中的地線結構一般是系統接地、機箱接地(屏蔽接地)、數字接地(邏輯接地)和模擬接地等。地線:的設計應注意以下幾點
1.單點接地和多點接地的正確選擇
在低頻電路中,信號的工作頻率小于1兆赫茲,其接線與器件之間的電感影響很小,而接地電路形成的環流對干擾影響很大,因此應采用一點接地。當信號工作頻率大于10兆赫時,地線阻抗變得很大。此時,應盡可能降低地線阻抗,并采用最近的多點接地。當工作頻率為1 ~ 10兆赫時,如果采用單點接地,地線長度不應超過波長的1/20,否則應采用多點接地。
2.將數字電路與模擬電路分開
電路板上既有高速邏輯電路,也有線性電路,所以應盡量分開,兩者的地線不要混在一起,應分別與電源端的地線相連。盡量擴大線性電路的接地面積。
3.試著大膽與地線聯系
如果接地地線很薄,接地電位會隨著電流的變化而變化,這將導致電子設備的時序信號電平不穩定,抗噪聲性能變差。因此,連接地線應該盡可能厚,以便它可以通過三個印刷電路板的允許電流。如果可能,連接地線的寬度應大于3毫米。
4.連接地線形成一個閉環
在設計僅由數字電路組成的印刷電路板的地線系統時,通過將連接地線形成一個閉環,可以明顯提高抗噪聲能力。原因是印刷電路板上有許多集成電路元件,特別是當有消耗大量功率的元件時,由于地線,厚度的限制,接地結上會產生很大的電位差,從而導致抗噪聲能力下降。如果接地結構為回路,電位差將減小,電子設備的抗噪聲能力將提高。
二、電磁兼容性設計
電磁兼容性是指電子設備在各種電磁環境中協調有效工作的能力。電磁兼容設計的目的是使電子設備能夠抑制各種外部干擾,使電子設備在特定的電磁環境中正常工作,同時減少電子設備本身對其他電子設備的電磁干擾。
1.選擇合理的導線寬度。瞬態電流對印制線條造成的沖擊干擾主要是由印刷導線的電感引起的,因此應盡量減小印刷導線的電感。印刷導線的電感與其長度成正比,與其寬度成反比,因此短而精確的導線有利于抑制干擾。時鐘引線,行驅動器或總線驅動器的信號線經常攜帶大的瞬態電流,并且印刷導體應該盡可能短。對于分立元件電路,當印刷線寬度約為1.5毫米時,完全可以滿足要求;對于集成電路,寬度
2.采用正確的布線策略,采用同等的布線可以降低導線的電感,但導線之間的互感和分布電容會增加。如果布局允許,最好采用網格狀的網絡布線結構。具體方法是將印刷電路板的一面水平布線,另一面縱向布線,然后將十字孔與金屬化孔連接。為了抑制印刷電路板導線之間的串擾,在設計布線時應盡可能避免長距離等距離布線,線路之間的距離應盡可能加寬,信號線和地線與供電線路之間的交叉應盡可能不多。在一些對干擾非常敏感的信號線之間設置接地的印制線,可以有效地抑制串擾。
為了避免高頻信號通過印刷線路時產生
,印刷電路板布線時應注意以下幾點:
(1)盡量減少印刷導體的不連續性,例如導體的寬度不應突然改變,導體的轉角應大于90度,禁止圓形布線。
(2)時鐘信號引線最有可能產生電磁輻射干擾,因此它應該靠近回路, 地線,并且驅動器應該靠近連接器。
(3)總線司機應該靠近他想駕駛的總線。對于那些離開印刷電路板的引線人來說,驅動器應該靠近連接器。
(4)數據總線的布線應在每兩個信號線之間有一個信號地線。最好將回路放在最不重要的地址引線,旁邊,因為后者經常攜帶高頻電流。
3.反射干擾的抑制為了抑制印制線帶終端出現的反射干擾,除特殊需要外,應盡可能縮短印制線長度,并采用慢速電路。必要時,可增加端子匹配,即在傳輸線接地端和電源端增加一個電阻值相同的匹配電阻。根據經驗,當速度較高的TTL電路的印制線條大于10厘米時,應采取端子匹配措施。匹配電阻的電阻值應根據集成電路的輸出驅動電流和吸收電流的最大值來確定。
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