PCB板的布線設(shè)計(jì) - PCB的電磁兼容的設(shè)計(jì)

　　PCB布線設(shè)計(jì)總的原則是先時(shí)鐘、敏感信號(hào)線，再布高速信號(hào)線，最后不重要信號(hào)線。布線時(shí)，在總的原則前提下，還需考慮以下細(xì)節(jié)：

　　(1)在多層板布線中，相鄰層之間最好采用“井”字形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);

　　(2)減少導(dǎo)線彎折，避免導(dǎo)線寬度突變，為防止特性阻抗變化，信號(hào)線拐角處應(yīng)設(shè)計(jì)成弧形或用45度折線連接;

　　(3)PCB板的最外層導(dǎo)線或元器件離印制板邊緣距離不小于2mm，不但可防止特性阻抗變化，還有利于PCB裝夾;

　　(4)對(duì)于必須鋪設(shè)大面積銅箔的器件，應(yīng)該用柵格狀，并且通過(guò)過(guò)孔與地層相連;

　　(5)短而細(xì)的導(dǎo)線能有效抑制干擾，但太小的線寬會(huì)增加導(dǎo)線電阻，導(dǎo)線的最小寬度可視通過(guò)導(dǎo)線的最大電流而定，一般而言，對(duì)于厚度為0.05mm，寬度為1mm銅箔允許的電流負(fù)荷為1A。對(duì)于小功率數(shù)字集成電路，選用0.2-0.5mm線寬即可。在同一PCB中，地線、電源線寬應(yīng)大于信號(hào)線;

　　3.5 PCB板的電源線設(shè)計(jì)

　　(1)根據(jù)印制板PCB電流的大小，盡量加粗電源線和地線的寬度，減少環(huán)路電阻，同時(shí)，使電源線地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞方向一致，有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

　　(2)盡量選用貼片元件，縮短引腳長(zhǎng)度，減少去耦電容供電回路面積，減少元件分布電感的影響。

　　(3)在電源變壓器前端加電源濾波器，抑制共模噪聲和差模噪聲，隔離外部和內(nèi)部脈沖噪聲的干擾。

　　(4)印制電路板的供電線路應(yīng)加上濾波電容和去耦電容。在板的電源引入端加上較大容量的電解電容做低頻濾波，再并聯(lián)一個(gè)容量較小的瓷片電容做高頻濾波。

　　(5)不要把模擬電源和數(shù)字電源重疊放置，以免產(chǎn)生耦合電容，造成相互干擾。

　　3.6 PCB板的地線設(shè)計(jì)

　　(1)為了減少地環(huán)路干擾，必須想辦法消除環(huán)路電流的形成，具體可采用隔離變壓器，光耦隔離等切斷地環(huán)路電流的形成或采用平衡電路消除環(huán)路電流等。

　　(2)為了消除公共阻抗的耦合，應(yīng)減小公共地線部分的阻抗，加粗導(dǎo)線或?qū)Φ鼐€鋪銅;另一方面可通過(guò)適當(dāng)?shù)慕拥胤绞奖苊庀嗷ジ蓴_，如并聯(lián)單點(diǎn)接地，串聯(lián)混合單點(diǎn)接地，徹底消除公共阻抗。

　　(3)為消除數(shù)字器件對(duì)模擬器件的干擾，數(shù)字地和模擬地應(yīng)分開，并單獨(dú)設(shè)置模擬地和數(shù)字地。高頻電路多采用串聯(lián)接地方式，地線要短而且粗，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積鋪銅加以屏蔽。

　　3.7 PCB板的晶振電路的布局

　　晶振電路的頻率較高，這使它成為系統(tǒng)中的重要干擾源。關(guān)于晶振電路的布局，有以下注意事項(xiàng)：

　　(1)晶振電路盡量靠近集成塊，所有連接晶振輸入/輸出端的印制線盡量短，以減少噪聲干擾及分布電容對(duì)晶振的影響。

　　(2)晶振電容地線應(yīng)使用盡量寬而短的印制線連接至器件上;離晶振最近的數(shù)字地引腳，應(yīng)盡量減少過(guò)孔。

　　(3)晶振外殼接地。

　　3.8 PCB板的靜電防護(hù)設(shè)計(jì)

　　靜電放電的特點(diǎn)是高電位、低電荷、大電流和短時(shí)間，對(duì)PCB設(shè)計(jì)的靜電防護(hù)問題可從以下幾方面進(jìn)行考慮：

　　(1)盡量選擇抗靜電等級(jí)高的元器件，抗靜電能力差的敏感元件應(yīng)遠(yuǎn)離靜電放電源。試驗(yàn)證明，每千伏靜電電壓的擊穿距離約1mm，因此若將元器件同靜電放電源保持16mm距離，即可抵抗約16KV的靜電電壓;

　　(2)保證信號(hào)回流具有最短通路，有選擇性的加入濾波電容和去耦電容，提高信號(hào)線的靜電放電免疫能力;

　　(3)采用保護(hù)器件如電壓瞬態(tài)抑制二極管，對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì);

　　(4)相關(guān)人員在接觸PCB時(shí)務(wù)必帶上靜電手環(huán)，避免人體電荷移動(dòng)而導(dǎo)致靜電積累損傷。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)要求和設(shè)計(jì)條件，采用合理的抗電磁干擾措施，做出全面的考慮，設(shè)計(jì)出具有良好EMC性能的PCB電路板.