PCB的电磁兼容的设计
浅谈PCB电磁兼容设计

浅谈 பைடு நூலகம் CB 电 磁 兼 容 设 计
An Outi o h e t o a ne i m p tb lt s g fPCB lne f rt e El c r m g tc Co a i iiy De i n o
王 萍 ( 京无 线 电测 量 研 究 所 , 京 10 5 ) 北 北 84 0
首 先应把 所有严 格定位 的器件( 如变 压器 、 传感 器 、 散热
器 、 示 器 、 调 式 电位 器 、 键 等 ) 定 , 后 应 根 据 电 源 电 显 可 按 锁 然 压 、 流大 小 、 字 器 件 与 模 拟 器 件 、 速 器 件 与低 速 器 件 , 电 数 高 对 电路板上的电气单元进行分组 。 应原理 图, 对 把各 组 元 器 件 放 人 印 制 电路 板㈣ 。
抗 干扰 设 计 。
在印制板 中设置元器件时 , 从频率而言应先高频 电路 , 再 中频电路 , 最后低频 电路 ; 从逻辑速度 而言 , 先高速逻辑 电 应 路 , 中速逻辑 电路 , 再 最后 是低速逻辑 电路 , 如图 1 所示 的器 件 排列方式( 即高速 的器件 , 例如快逻辑 、 时钟振 荡器等 , 应安
s p l a ds nw ihc ne h n etee crma n t o p t iy n l bl o eP u py n oo .hc a n a c l t h e o g ei c c m ai l dr i i fh CB bi a t ea 船 t
中 图分 类 号 :N 1 T 4
文 献标 识 码 : A
文 章 编 号 :0 30 0(001- 03 0 10- 17 1) 07 — 3 2 0
^ b a : T s pa erm any it d u s t e e e t ct hi p il n r o ce h l c r a ei o pa iit de i ft e p it d c r utbo r , it ut om gn t c m c t l bi y sgn o h r e ic i n a dspon i o ng s m e ee enar ues a d m e h s ab u h a ou fc o lm t y rl n t  ̄ o tt e ly t o ompol t wi n gr n n a i i t r e c esg o we c ens, r g. ou dig。nt n e er n e d in f rpo r i - f
PCBEMC设计规范

PCBEMC设计规范PCBEMC(Printed Circuit Board Electromagnetic Compatibility)设计规范是指在设计和制造PCB(Printed Circuit Board)时,为了保证电路板的电磁兼容性,所需遵循的一系列规范和技术要求。
电磁兼容性(EMC)是指电子设备在电磁环境中,无论是作为干扰源还是受到干扰,都不存在对其它设备或环境的无意干扰的能力。
PCBEMC设计规范的主要目的是避免电路板干扰周围设备和被周围设备干扰的情况,以保证电子设备的正常运行。
一、PCBEMC设计规范的基本要求1、尽量避免信号线的大环路:大环路是导致电磁干扰的主要原因之一。
因此,再设计PCB时,应尽量避免信号线的大环路。
2、减少地线的阻抗:地线的阻抗对于电磁兼容性非常重要。
地线阻抗过大容易导致共模信号的产生,而地线阻抗过小又会导致与其它地面之间的干扰。
因此,应采用正确的地面布局,减少地线的阻抗。
3、正确选择适当的电容:电容必须正确地选择,以防止高频电流的干扰。
电容的参数应该与应用环境的情况相结合。
4、正确布局各器件:各器件在PCB上应尽可能地被布置在合理的位置,以防止器件之间的互相干扰。
另外,在布局时,应注意与辐射源的距离,尽量避免电路板上的辐射源与周围设备的相互干扰。
5、正确选择适当的地面:地面的用途是通过减小信号的信源来减少桥接层和辐射的成本。
因此,必须正确选择适当的地面。
适当的地面可以降低自由空间的辐射垂直系数,并减小外界电磁场辐射下的接收功率。
6、控制走线电阻:在PCBEMC设计中,走线的电阻至关重要。
电阻越大,电流越大,产生的辐射越大,从而对周围设备产生干扰。
因此,应尽量控制走线的电阻。
7、正确选择适当的接口:在PCBEMC设计中,正确选择适当的接口可以有效地防止电磁干扰的影响。
因此,在选择接口时应遵循EMC方面的实际需求。
二、PCBEMC设计规范的实现方法1、采用不同层次的布线方式采用不同层次的布线方式可以在PCB上实现不同信号之间的隔离,从而避免互相干扰。
PCB的电磁兼容设计概述

PCB的电磁兼容设计概述引言电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指电子设备在不产生或不受外界电磁干扰的情况下,正常工作以及在其工作环境中不对其他设备产生电磁干扰的能力。
在PCB设计中,电磁兼容设计的重要性不言而喻。
本文将对PCB的电磁兼容设计概述进行讨论,包括EMC的基本原理、常见问题以及相应的解决方案。
电磁兼容的基本原理电磁兼容设计的基本原理是通过合理的电路布局、地线设计以及滤波等措施来减少电磁辐射和电磁感应干扰。
在PCB设计中,以下原则应被遵循:1. 电路布局在PCB的电路布局中,重要的电路组成部分应尽可能远离辐射噪声源。
此外,不同功能的电路应相互隔离,以避免彼此之间的干扰。
例如,高频电路和低频电路应分别布局在不同的地方,并通过光隔离、屏蔽罩等手段来相互隔离。
2. 地线设计地线是PCB中保证信号的可靠传输以及防止电磁干扰的重要组成部分。
良好的地线设计可以有效减少信号回流路径上的电磁辐射。
为了实现良好的地线设计,在PCB布线过程中,应遵循以下几点原则: - 尽量将地线和信号线走在同一层,减少信号与地线之间的交叉。
- 采用宽而短的地线,以降低地线的电阻和电感。
- 在PCB布线中,要避免地线回流路径过长,尽量使其短而直。
3. 滤波措施滤波是一种常用的减少电磁干扰的手段。
在PCB设计中,通过合理的滤波器设计可以有效滤除电磁噪声,从而提高系统的电磁兼容性。
常见的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
在选取滤波器时,应结合系统的实际需求来确定合适的滤波器类型和参数。
常见问题及解决方案在PCB设计中,存在一些常见的电磁兼容问题,下面将结合这些问题给出相应的解决方案。
1. 辐射噪声问题辐射噪声是指电子设备所产生的电磁波通过空气或其他传导介质传播到周围环境中产生的干扰。
为了减少辐射噪声,可以采取以下措施:- 合理规划PCB布局,将辐射噪声源与敏感电路部分分开。
电磁兼容设计方案

电磁兼容设计方案引言电磁兼容(EMC)是指电子设备在相互之间以及与外界电磁环境之间能够相互协调,互不干扰的能力。
在现代电子产品广泛应用的背景下,电磁兼容设计成为保障设备正常工作的重要环节。
本文将介绍电磁兼容设计的基本原理和常用的设计方案。
电磁兼容设计的原理电磁兼容设计的基本原理是通过控制电磁辐射和抗干扰能力,降低设备之间的相互干扰,保证设备正常工作。
电磁兼容设计的主要工作包括以下几个方面:电磁辐射控制电磁辐射是指电子设备在工作过程中释放的电磁波。
为了控制电磁辐射,可以采取以下措施:•优化电路布局:合理规划线路和电源的布局,减少电磁辐射。
•使用屏蔽材料:在电路板或组件周围添加屏蔽材料,以阻挡电磁波的传播。
•减少高频干扰:通过电缆、滤波器等方式减少高频干扰信号的传输。
抗干扰能力提升除了控制电磁辐射外,提升设备的抗干扰能力也是电磁兼容设计的重要内容。
以下是常用的提升抗干扰能力的措施:•优化电源设计:采用稳定的电源供电,以减少外部电源的干扰。
•使用滤波器:在输入和输出端口处加装滤波器,以抑制干扰信号。
•采用屏蔽措施:使用屏蔽线缆、屏蔽罩等措施,以减少外界干扰信号的影响。
常用的电磁兼容设计方案根据不同的应用场景和需求,可以采取不同的电磁兼容设计方案。
以下是常用的几种方案:PCB设计方案PCB设计是电磁兼容设计中的关键环节。
以下是一些常用的PCB设计方案:•地面设计:合理规划地面,减少电磁辐射。
•路径优化:通过合理规划信号线和电源线的路径,减少互相之间的干扰。
•分区设计:将不同功能的电路分区,减少相互之间的干扰。
外壳设计方案外壳设计是抑制电磁泄漏和接收外部干扰的重要手段。
以下是一些常用的外壳设计方案:•金属外壳:采用金属外壳能够有效屏蔽电磁辐射和外部干扰。
•导电涂层:在塑料外壳上添加导电涂层,提高屏蔽效果。
地线设计方案良好的地线设计能够减少电磁辐射和提升抗干扰能力。
以下是一些常用的地线设计方案:•单点接地:将所有地线连接到一个点上,减少地线之间的互相干扰。
PCB布局设计中的EMC标准评估分析

PCB布局设计中的EMC标准评估分析在PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)布局设计过程中,EMC (Electromagnetic Compatibility,电磁兼容性)标准评估分析是至关重要的一步。
EMC标准评估分析旨在确保电子设备在工作时不会相互干扰,同时也不会受到外部电磁干扰的影响,从而保证设备的稳定性和可靠性。
首先,需要明确了解EMC标准的基本原则。
EMC标准通常包括电磁兼容性、干扰电压抑制、传导干扰和辐射干扰等方面的要求。
在设计PCB布局时,需要考虑到这些要求,保证PCB布局符合相关标准的规定。
其次,进行电磁兼容性分析。
电磁兼容性分析是评估电子设备是否在电磁环境中正常工作而不会产生干扰的重要手段。
通过对电路板布局、线路走向、接地等方面的合理设计,可以有效减少电磁辐射和传导干扰的发生,提升设备的抗干扰能力。
另外,需要对干扰电压抑制进行评估。
干扰电压抑制是指在电路设计中采取措施降低干扰电压的作用。
在PCB布局设计中,可以通过合理的布线、差分信号设计、模拟与数字信号分离等方式来减少干扰电压的产生,从而降低设备受到干扰的可能性。
此外,还要考虑传导干扰和辐射干扰的评估。
传导干扰是由于电路板之间的相互作用导致的干扰,而辐射干扰则是由于电路板辐射的电磁波造成的干扰。
在PCB布局设计中,可以采取减少线路长度、增加地线面积、使用滤波器等手段来降低传导干扰和辐射干扰的影响,提升设备的抗干扰能力。
最后,在进行EMC标准评估分析时,需要借助专业的仿真软件和工具进行模拟和测试。
通过仿真可以提前发现潜在的干扰问题,避免在实际生产中出现不必要的麻烦。
同时,还可以借助传导和辐射测试仪器对电磁兼容性进行实际的测试,确保设备符合相关标准的要求。
综上所述,PCB布局设计中的EMC标准评估分析是确保电子设备稳定运行的关键步骤。
通过对电磁兼容性、干扰电压抑制、传导干扰和辐射干扰等方面进行全面评估,可以有效提升设备的抗干扰能力,确保设备在各种工作环境下都能正常运行,为用户提供更加可靠的产品和服务。
线路板(PCB)级的电磁兼容设计

所 以, 电磁 兼 容 问题 也 就 成 为一 个 电子 系统 能 否正 常工 作 的关 键 。同样 , 随着 电于技 术 的发
展 ,C P B的密 度越 来 越 高 ,C P B设 计 的好坏 对 电路 的干 扰及 抗 干扰 能力 影 响很 大 。要使 电子
局中还应特别注意强 、 弱信号的器件分布及信号传输方向途径等问题。 在印制板布置高速、 中速和低速逻辑电路时 , 应分区, 按照图 1 ① 的方式排列元器件。 一
在元器 件 布簧方 面 与其 它逻辑 电路 一样 , 应把相 互 有关 的器件 尽量 放得靠 近 些 , 这样 可 以
1 2
线路板 ( C ) P B 级的 电磁 兼容设 计
电讯 工程
获 得较好 的抗噪声 效果 。元 器件在 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 , 减小寄 生 的分 布参 数 。在 布 局上 , 把模 拟 信号 部 分 , 要
电路获得最佳性能 , 除了元器件的选择和电路设计之外 , 良好 的 P B布线在电磁兼容性 中也 C
是一个 非 常重要 的 因素 。
既然 P B是 系统 的 固有成 分 , P B布线 中增 强 电磁兼 容性不 会 给产 品 的最 终完成 带来 C 在 C
附加费用。但是 , 在印制线路板设计 中, 产品设计师往往只注重提高密度 , 减小占用空间, 制作 简单 , 或追求美观 , 布局均匀 , 忽视了线路布局对电磁兼容性的影响, 使大量的信号辐射到空间
却不能用于另外一种 , 这便主要依赖于布线工程师的经验。然而还是有一些普遍的规则存在 ,
高速pcb板的电磁兼容性设计与仿真分析

东南大学硕士学位论文环境的污染和无线电频谱资源的影响,世界各国制定了相关的电磁兼容标准、法律法规来限制产品的电磁辐射问题,不符合标准要求的产品不允许在市场中销售,即电磁兼容认证,这也逐渐成了限制别国产品进入本国市场的技术贸易壁垒。
欧盟于1989年5月3日颁布了电磁兼容性指令(89/336/EEc)。
指令严格规定,凡不符合指令要求的产品,一律禁止进入欧盟市场或投入使用。
1991年4月、1992年4月和1993年7月,欧盟又先后三次对该指令进行修改。
最近,欧盟在89/336/EEC及其修改件的基础上对电磁兼容技术法规内容再一次作了较大幅度的修改和调整,并于2004年12月31日重新颁布了新的电磁兼容性指令(2004/108/F_贮),该指令将逐步取代89/336/EEC。
指令所有电子产品必须通过电磁发射测试和电磁抗扰度测试并按要求加贴CE标志才可以欧盟市场中销售,没有CE标志的,不得上市销售,已加贴CE标志进入市场的产品,发现不符合安全要求的,要责令从市场收回,持续违反指令有关CE标志规定的,将被限制或禁止进入欧盟市场或被迫退出市场。
欧盟电磁兼容标准的执行及过渡时间如下表所示:图1-3欧洲电磁兼容标准执行情况西方一些发达的国家如美国、加拿大、日本等国也提出实施EMC指令的要求,并且实施这一指令的要求也正在向世界各国延伸,将成为世界各国的共同要求。
所以不通过电磁兼容性能试验的设备、产品是无法进入国际市场,它是电子设备进入国际市场的通行证。
我国也于2003年开始实施强制性的产品认证,在认证规定之内的产品必须在指定测试机构通过相应电磁兼容和安全标准的测试并在产品上贴加“CCC”标识,方可在市场中销售。
且近年来全球电磁兼容认证的要求也不断变化,世界各国都逐渐采用IEC及CISPR出版制定的EMC的标准来要求市场上的电子产品,如下表所示12】:电磁兼容要求的扩大199219931994199519961997199819992000200120022003.2006FCCFCCFCCFCCFCCFCC∞CFCCDOCFCCDOCFCCDOCFCCDOCFCCDoCFCCDoCTWTuvTWTUvTWTWTWTWTWTUVTWTWNEMKONEMKONEMKONEMKONEMKONEMKONEMKONEMKONEMKONEMKONEMKONEMKoVDEVDEVDEfCECECECECECECECEC£CEMPR¨.MPR¨。
pcb设计基本概念

PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)设计的基本概念主要包括以下几个方面:
电路原理图设计:这是PCB设计的基础,需要将电子设备中的元件和电路按照一定的规则进行布局和连接,以达到预期的功能和性能要求。
元件布局:根据电路原理图,将元件放置在PCB上,并按照电路连接关系进行合理的布局。
布线:根据电路原理图和元件布局,使用导线将元件连接起来,形成电路。
布线需要考虑导线的长度、宽度、走向、弯曲半径等因素,以满足电路性能和电磁兼容性的要求。
焊盘和过孔设计:焊盘是用于连接元件引脚和导线的金属化孔,过孔则是连接不同层之间导线的通道。
焊盘和过孔设计需要根据元件引脚和连接要求进行合理的设计,以保证焊接质量和电路性能。
层设计:多层PCB可以提供更多的布线空间和电气连接,但也增加了设计的复杂度。
层设计需要考虑元件布局、布线需求、信号完整性等因素,合理规划不同层的用途和布线要求。
电磁兼容性设计:PCB设计需要考虑电磁兼容性,包括减小干扰、提高信号完整性等方面。
电磁兼容性设计可以通过合理的元件布局、布线、接地设计等措施来实现。
可靠性设计:可靠性设计是保证PCB在各种工作环境下都能稳定工作的关键。
可靠性设计需要考虑元件的耐温、抗震、抗腐蚀等因素,同时保证电路的稳定性和可靠性。
以上是PCB设计的基本概念,实际设计过程中还需要考虑生产工艺、制造成本等因素,以达到最优的设计效果。
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PCB的电磁兼容的设计[导读] PCB,中⽂文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电⼦子部件,是电⼦子元器件的⽀支撑体,是电⼦子元器件电⽓气连接的提供者。
PCB简介 PCB,中⽂文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电⼦子部件,是电⼦子元器件的⽀支撑体,是电⼦子元器件电⽓气连接的提供者。
由于它是采⽤用电⼦子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
根据电路层数分类:分为单⾯面板、双⾯面板和多层板。
常见的多层板⼀一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达⼗〸十⼏几层。
PCB板有以下三种主要的划分类型: 单⾯面板 单⾯面板在最基本的PCB上,零件集中在其中⼀一⾯面,导线则集中在另⼀一⾯面上。
因为导线只出现在其中⼀一⾯面,所以这种PCB叫作单⾯面板。
因为单⾯面板在设计线路上有许多严格的限制,所以只有早期的电路才使⽤用这类的板⼦子。
双⾯面板 双⾯面板这种电路板的两⾯面都有布线,不过要⽤用上两⾯面的导线,必须要在两⾯面间有适当的电路连接才⾏行。
这种电路间的“桥梁”叫做导孔。
导孔是在PCB上,充满或涂上⾦金属的⼩小洞,它可以与两⾯面的导线相连接。
因为双⾯面板的⾯面积⽐比单⾯面板⼤大了⼀一倍,⽽而且因为布线可以互相交错,它更适合⽤用在⽐比单⾯面板更复杂的电路上。
多层板 多层板为了增加可以布线的⾯面积,多层板⽤用上了更多单或双⾯面的布线板。
⽤用⼀一块双⾯面作内层、⼆二块单⾯面作外层或⼆二块双⾯面作内层、⼆二块单⾯面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在⼀一起且导电图形按设计要求进⾏行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。
板⼦子的层数就代表了有⼏几层独⽴立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。
⼤大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。
⼤大型的超级计算机⼤大多使⽤用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以⽤用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使⽤用了。
因为PCB中的各层都紧密的结合,⼀一般不太容易看出实际数⽬目,不过如果仔细观察主机板,还是可以看出来。
根据软硬进⾏行分类分为普通电路板和柔性电路板。
PCB是电⼦子设备中电路元件⼯工作的平台,它提供电路元器件之间的电⽓气连接,其性能直接关系到电⼦子设备质量的优劣。
随着微电⼦子技术的迅速发展和电路集成度的提⾼高,PCB板上的元器件密度越来越⾼高,系统⼯工作速度越来越快,这使得PCB电磁兼容性设计越来越重要,成为⼀一个电路系统稳定正常⼯工作的关键。
2 PCB中常见的电磁⼲干扰 解决PCB设计中的电磁兼容性问题由主动减⼩小和被动补偿两种途径,为此必须对电磁⼲干扰的⼲干扰源和传播途径进⾏行分析。
通常PCB设计中存在的电磁⼲干扰有:传导⼲干扰、串⾳音⼲干扰以及辐射⼲干扰。
2.1 传导⼲干扰 传导⼲干扰主要通过导线耦合及共模阻抗耦合来影响其它电路。
例如噪⾳音通过电源电路进⼊入某⼀一系统,所有使⽤用该电源的电路就会受到影响。
图1表⽰示的是噪⾳音通过共模阻抗耦合,电路1与电路2共同使⽤用⼀一根导线获取电源电压和接地回路,如果电路1的电压突然需要升⾼高,那么电路2的电压必将因为共⽤用电源以及两回路之间的阻抗⽽而降低。
图1 2.2 串⾳音⼲干扰 串⾳音⼲干扰是⼀一个信号线路⼲干扰另⼀一邻近的信号路径。
它通常发⽣生在邻近的电路和导体上,⽤用电路和导体的互容和互感来表征。
例如,PCB上某⼀一带状线上载有低电平信号,当平⾏行布线长度超过10cm时,就会产⽣生串⾳音⼲干扰。
由于串⾳音可以由电场通过互容、磁场通过互感引起,所以考虑PCB带状线上的串⾳音问题时,最主要的问题是确定电场、磁场耦合哪个是主要的因素。
2.3 辐射⼲干扰 辐射⼲干扰是由于空间电磁波的辐射⽽而引⼊入的⼲干扰。
PCB中的辐射⼲干扰主要是电缆和内部⾛走线间的共模电流辐射⼲干扰。
当电磁波辐射到传输线上时,将出现场到线的耦合问题。
沿线引起的分布⼩小电压源可分解为共模和差模分量。
共模电流指两导线上振幅相差很⼩小⽽而相位相同的电流,差模电流则是两导线上振幅相等⽽而相位相反的电流。
3 PCB的电磁兼容设计 随着PCB板的电⼦子元器件和线路的密集度不断增加,为了提⾼高系统的可靠性和稳定性,必须采取相应的措施,使PCB板的设计满⾜足电磁兼容要求,提⾼高系统的抗⼲干扰性能。
3.1 PCB板的选取 在PCB板设计中,相近传输线上的信号之间由于电磁场的相互耦合⽽而发⽣生串扰,因此在进⾏行PCB的电磁兼容设计时,⾸首先考虑PCB的尺⼨寸,PCB尺⼨寸过⼤大,印制线过长,阻抗必然增加,抗噪声能⼒力下降,成本也会增加;PCB尺⼨寸过⼩小,邻近传输线之间容易发⽣生串扰,⽽而且散热性能不好。
根据电源、地的种类、信号线的密集程度、信号频率、特殊布线要求的信号数量、周边要素、成本价格等⽅方⾯面的综合因素来确定PCB板的层数。
要满⾜足EMC的严格指标并且考虑制造成本,适当增加地平⾯面是PCB的EMC设计最好的⽅方法之⼀一。
对电源层⽽而⾔言,⼀一般通过内电层分割能满⾜足多种电源的需要,但若需要多种电源供电,且互相交错,则必须考虑采⽤用两层或两层以上的电源平⾯面。
对信号层⽽而⾔言,除了考虑信号线的⾛走线密集度外,从EMC的⾓角度,还需要考虑关键信号的屏蔽或隔离,以此确定是否增加相应层数。
3.2 PCB板的布局设计 PCB的布局通常应遵循以下原则: (1)尽量缩短⾼高频元器件之间的连线,减少他们的分布参数和相互之间的电磁⼲干扰。
容易受⼲干扰的元件不能靠得太近,输⼊入输出应尽量远离。
(2)某些元器件或导线之间可能有较⾼高的电压,应加⼤大他们之间的距离,以免放电引出意外短路。
(3)发热量⼤大的器件应为散热⽚片留出空间,甚⾄至应将其装在整机的底版上,以利于散热。
热敏元件应远离发热元件。
(4)按照电路的流程安排各功能单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持⼀一致的⽅方向。
(5)以每个功能模块的核⼼心元件为中⼼心,围绕它进⾏行布局,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接长度。
(6)综合考虑各元件之间的分布参数。
尽可能使元器件平⾏行排列,这样不仅有利于增强抗⼲干扰能⼒力,⽽而且外观美观,易于批量⽣生产。
3.3 元器件的布局设计 相⽐比于分⽴立元件,集成电路元器件具有密封性好、焊点少、失效率低的优点,应优先选⽤用。
同时,选⽤用信号斜率较慢的器件,可降低信号所产⽣生的⾼高频成分,充分使⽤用贴⽚片元器件能缩短连线长度,降低阻抗,提⾼高电磁兼容性。
元器件布置时,⾸首先按⼀一定的⽅方式分组,同组的放在⼀一起,不相容的器件要分开布置,以保证各元器件在空间上不相互⼲干扰。
另外,重量较⼤大的元器件应采⽤用⽀支架固定。
[导读] 3.4 PCB板的布线设计 PCB布线设计总的原则是先时钟、敏感信号线,再布⾼高速信号线,最后不重要信号线。
布线时,在总的原则前提下,还需考虑以下细节:3.4 PCB板的布线设计 PCB布线设计总的原则是先时钟、敏感信号线,再布⾼高速信号线,最后不重要信号线。
布线时,在总的原则前提下,还需考虑以下细节: (1)在多层板布线中,相邻层之间最好采⽤用“井”字形⽹网状结构; (2)减少导线弯折,避免导线宽度突变,为防⽌止特性阻抗变化,信号线拐⾓角处应设计成弧形或⽤用45度折线连接; (3)PCB板的最外层导线或元器件离印制板边缘距离不⼩小于2mm,不但可防⽌止特性阻抗变化,还有利于PCB装夹; (4)对于必须铺设⼤大⾯面积铜箔的器件,应该⽤用栅格状,并且通过过孔与地层相连; (5)短⽽而细的导线能有效抑制⼲干扰,但太⼩小的线宽会增加导线电阻,导线的最⼩小宽度可视通过导线的最⼤大电流⽽而定,⼀一般⽽而⾔言,对于厚度为0.05mm,宽度为1mm铜箔允许的电流负荷为1A。
对于⼩小功率数字集成电路,选⽤用0.2-0.5mm线宽即可。
在同⼀一PCB中,地线、电源线宽应⼤大于信号线; 3.5 PCB板的电源线设计 (1)根据印制板PCB电流的⼤大⼩小,尽量加粗电源线和地线的宽度,减少环路电阻,同时,使电源线地线的⾛走向和数据传递⽅方向⼀一致,有助于增强抗噪声能⼒力。
(2)尽量选⽤用贴⽚片元件,缩短引脚长度,减少去耦电容供电回路⾯面积,减少元件分布电感的影响。
(3)在电源变压器前端加电源滤波器,抑制共模噪声和差模噪声,隔离外部和内部脉冲噪声的⼲干扰。
(4)印制电路板的供电线路应加上滤波电容和去耦电容。
在板的电源引⼊入端加上较⼤大容量的电解电容做低频滤波,再并联⼀一个容量较⼩小的瓷⽚片电容做⾼高频滤波。
(5)不要把模拟电源和数字电源重叠放置,以免产⽣生耦合电容,造成相互⼲干扰。
3.6 PCB板的地线设计 (1)为了减少地环路⼲干扰,必须想办法消除环路电流的形成,具体可采⽤用隔离变压器,光耦隔离等切断地环路电流的形成或采⽤用平衡电路消除环路电流等。
(2)为了消除公共阻抗的耦合,应减⼩小公共地线部分的阻抗,加粗导线或对地线铺铜;另⼀一⽅方⾯面可通过适当的接地⽅方式避免相互⼲干扰,如并联单点接地,串联混合单点接地,彻底消除公共阻抗。
(3)为消除数字器件对模拟器件的⼲干扰,数字地和模拟地应分开,并单独设置模拟地和数字地。
⾼高频电路多采⽤用串联接地⽅方式,地线要短⽽而且粗,⾼高频元件周围尽量⽤用栅格状⼤大⾯面积铺铜加以屏蔽。
3.7 PCB板的晶振电路的布局 晶振电路的频率较⾼高,这使它成为系统中的重要⼲干扰源。
关于晶振电路的布局,有以下注意事项: (1)晶振电路尽量靠近集成块,所有连接晶振输⼊入/输出端的印制线尽量短,以减少噪声⼲干扰及分布电容对晶振的影响。
(2)晶振电容地线应使⽤用尽量宽⽽而短的印制线连接⾄至器件上;离晶振最近的数字地引脚,应尽量减少过孔。
(3)晶振外壳接地。
3.8 PCB板的静电防护设计 静电放电的特点是⾼高电位、低电荷、⼤大电流和短时间,对PCB设计的静电防护问题可从以下⼏几⽅方⾯面进⾏行考虑: (1)尽量选择抗静电等级⾼高的元器件,抗静电能⼒力差的敏感元件应远离静电放电源。
试验证明,每千伏静电电压的击穿距离约1mm,因此若将元器件同静电放电源保持16mm距离,即可抵抗约16KV的静电电压; (2)保证信号回流具有最短通路,有选择性的加⼊入滤波电容和去耦电容,提⾼高信号线的静电放电免疫能⼒力; (3)采⽤用保护器件如电压瞬态抑制⼆二极管,对电路进⾏行保护设计; (4)相关⼈人员在接触PCB时务必带上静电⼿手环,避免⼈人体电荷移动⽽而导致静电积累损伤。
4 结语 在实际的设计中,应根据设计的⽬目标要求和设计条件,采⽤用合理的抗电磁⼲干扰措施,做出全⾯面的考虑,设计出具有良好EMC性能的PCB电路板.。