數(shù)字電路常用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則你必須知道

1、信號(hào)濾波褪耦：對(duì)每個(gè)模擬放大器電源，必需在最接近電路的連接處到放大器之間加去耦電容器。對(duì)數(shù)字集成電路，分組加去耦電容器。在馬達(dá)與發(fā)電機(jī)的電刷上安裝電容器旁路，在每個(gè)繞組支路上串聯(lián)R-C濾波器，在電源入口處加低通濾波等措施抑制干擾。安裝濾波器應(yīng)盡量靠近被濾波的設(shè)備，用短的，加屏蔽的引線作耦合媒介。所有濾波器都須加屏蔽，輸入引線與輸出引線之間應(yīng)隔離。

2、各功能單板對(duì)電源的電壓波動(dòng)范圍、紋波、噪聲、負(fù)載調(diào)整率等方面的要求予以明確，二次電源經(jīng)傳輸?shù)竭_(dá)功能單板時(shí)要滿足上述要求。

3、將具有輻射源特征的電路裝在金屬屏蔽內(nèi)，使其瞬變干擾最小。

4、在電纜入口處增加保護(hù)器件。

5、每個(gè)IC的電源管腳要加旁路電容（一般為104）和平滑電容（10uF~100uF）到地，大面積IC每個(gè)角的電源管腳也要加旁路電容和平滑電容。

6、濾波器選型的阻抗失配準(zhǔn)則：對(duì)低阻抗噪聲源，濾波器需為高阻抗（大的串聯(lián)電感）；對(duì)高阻抗噪聲源，濾波器就需為低阻抗（大的并聯(lián)電容）。

7、電容器外殼、輔助引出端子與正、負(fù)極以及電路板間必須完全隔離。

8、濾波連接器必須良好接地，金屬殼濾波器采用面接地。

9、濾波連接器的所有針都要濾波。

10、數(shù)字電路的電磁兼容設(shè)計(jì)中要考慮的是數(shù)字脈沖的上升沿和下降沿所決定的頻帶寬而不是數(shù)字脈沖的重復(fù)頻率。方形數(shù)字信號(hào)的印制板設(shè)計(jì)帶寬定為1／πtr，通常要考慮這個(gè)帶寬的十倍頻。

11、用R－S觸發(fā)器作設(shè)備控制按鈕與設(shè)備電子線路之間配合的緩沖。

12、降低敏感線路的輸入阻抗有效減少引入干擾的可能性。

13、LC濾波器 在低輸出阻抗電源和高阻抗數(shù)字電路之間，需要LC濾波器，以保證回路的阻抗匹配。

14、電壓校準(zhǔn)電路：在輸入輸出端，要加上去耦電容（比如0.1μF），旁路電容選值遵循10μF/A的標(biāo)準(zhǔn)。

15、信號(hào)端接：高頻電路源與目的之間的阻抗匹配非常重要，錯(cuò)誤的匹配會(huì)帶來(lái)信號(hào)反饋和阻尼振蕩。過(guò)量地射頻能量則會(huì)導(dǎo)致EMI問(wèn)題。此時(shí)，需要考慮采用信號(hào)端接。信號(hào)端接有以下幾種：串聯(lián)/源端接、并聯(lián)端接、RC端接、Thevenin端接、二極管端接。

16、MCU電路：

a、I/O引腳：空置的I/O引腳要連接高阻抗以便減少供電電流。且避免浮動(dòng)；

b、IRQ引腳：在IRQ引腳要有預(yù)防靜電釋放的措施。比如采用雙向二極管、Transorbs或金屬氧化變阻器等；

c、復(fù)位引腳：復(fù)位引腳要有時(shí)間延時(shí)。以免上電初期MCU即被復(fù)位；

d、振蕩器：在滿足要求情況下，MCU使用的時(shí)鐘振蕩頻率越低越好。

17、讓時(shí)鐘電路、校準(zhǔn)電路和去耦電路接近MCU放置。

18、小于10個(gè)輸出的小規(guī)模集成電路，工作頻率≤50MHZ時(shí)，至少配接一個(gè)0.1uf的濾波電容。工作頻率≥50MHZ時(shí)，每個(gè)電源引腳配接一個(gè)0.1uf的濾波電容。

19、對(duì)于中大規(guī)模集成電路，每個(gè)電源引腳配接一個(gè)0.1uf的濾波電容。對(duì)電源引腳冗余量較大的電路也可按輸出引腳的個(gè)數(shù)計(jì)算配接電容的個(gè)數(shù)，每5個(gè)輸出配接一個(gè)0.1uf濾波電容。

20、對(duì)無(wú)有源器件的區(qū)域，每6cm2至少配接一個(gè)0.1uf的濾波電容。

21、對(duì)于超高頻電路，每個(gè)電源引腳配接一個(gè)1000pf的濾波電容。對(duì)電源引腳冗余量較大的電路也可按輸出引腳的個(gè)數(shù)計(jì)算配接電容的個(gè)數(shù)，每5個(gè)輸出配接一個(gè)1000pf的濾波電容。

22、高頻電容應(yīng)盡可能靠近IC電路的電源引腳處。

23、每5只高頻濾波電容至少配接一只一個(gè)0.1uf濾波電容。

24、每5只10uf至少配接兩只47uf低頻的濾波電容。

25、每100cm2范圍內(nèi)，至少配接1只220uf或470uf低頻濾波電容。

26、每個(gè)模塊電源出口周圍應(yīng)至少配置2只220uf或470uf電容，如空間允許，應(yīng)適當(dāng)增加電容的配置數(shù)量。

27、脈沖與變壓器隔離準(zhǔn)則：脈沖網(wǎng)絡(luò)和變壓器須隔離，變壓器只能與去耦脈沖網(wǎng)絡(luò)連接，且連接線最短。

28、在開(kāi)關(guān)和閉合器的開(kāi)閉過(guò)程中，為防止電弧干擾，可以接入簡(jiǎn)單的RC網(wǎng)絡(luò)、電感性網(wǎng)絡(luò)，并在這些電路中加入一高阻、整流器或負(fù)載電阻之類，如果還不行，就將輸入和載出引線進(jìn)行屏蔽。此外，還可以在這些電路中接入穿心電容。

29、退耦、濾波電容須按照高頻等效電路圖來(lái)分析其作用。

30、各功能單板電源引進(jìn)處要采用合適的濾波電路，盡可能同時(shí)濾除差模噪聲和共模噪聲，噪聲泄放地與工作地特別是信號(hào)地要分開(kāi)，可考慮使用保護(hù)地；集成電路的電源輸入端要布置去耦電容，以提高抗干擾能力。

31、明確各單板最高工作頻率，對(duì)工作頻率在160MHz（或200 MHz）以上的器件或部件采取必要的屏蔽措施，以降低其輻射干擾水平和提高抗輻射干擾的能力。

32、如有可能在控制線（于印刷板上）的入口處加接R-C去耦，以便消除傳輸中可能出現(xiàn)的干擾因素。

33、用R-S觸發(fā)器做按鈕與電子線路之間配合的緩沖。

34、在次級(jí)整流回路中使用快恢復(fù)二極管或在二極管上并聯(lián)聚酯薄膜電容器。

35、對(duì)晶體管開(kāi)關(guān)波形進(jìn)行“修整”。

36、降低敏感線路的輸入阻抗。

37、如有可能在敏感電路采用平衡線路作輸入，利用平衡線路固有的共模抑制能力克服干擾源對(duì)敏感線路的干擾。

38、將負(fù)載直接接地的方式是不合適。

39、注意在IC近端的電源和地之間加旁路去耦電容（一般為104）

40、如有可能，敏感電路采用平衡線路作輸入，平衡線路不接地。

41、繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開(kāi)線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。僅加 續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開(kāi)時(shí)間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可 動(dòng)作更多的次數(shù)。

42、在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路（一般是RC串聯(lián)電路，電阻一般選幾K 到幾十K，電容選0.01uF），減小電火花影響。

43、給電機(jī)加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。

44、電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01μF～0.1μF高頻電容，以減小IC對(duì)電源的 影響。注意高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波效果。

45、可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲（這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)可能 會(huì)把可控硅擊穿的）。

46、許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感，要給單片機(jī)電源加濾波電路 或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。比如，可以利用磁珠和電容 組成π形濾波電路，當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠。

47、如果單片機(jī)的I/O口用來(lái)控制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之 間應(yīng)加隔離（增加π形濾波電路）。 控制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之 間應(yīng)加隔離（增加π形濾波電路）。

48、在單片機(jī)I/O口，電源線，電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件 如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器，屏蔽罩，可顯著提高電路的抗干擾性能。

49、對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口，不要懸空，要接地或接電源。其它IC的閑置 端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。

50、對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813， X25043，X25045等，可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。

51、在速度能滿足要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字 電路。

52、如有可能，在PCB板的接口處加RC低通濾波器或EMI抑制元件（如磁珠、信號(hào)濾波器等），以消除連接線的干擾；但是要注意不要影響有用信號(hào)的傳輸。

53、時(shí)鐘輸出布線時(shí)不要采用向多個(gè)部件直接串行地連接〔稱為菊花式連接〕；而應(yīng)該經(jīng)緩存器分別向其它多個(gè)部件直接提供時(shí)鐘信號(hào)。

54、延伸薄膜鍵盤邊界使之超出金屬線12mm，或者用塑料切口來(lái)增加路徑長(zhǎng)度。

55、在靠近連接器的地方，要將連接器上的信號(hào)用一個(gè)L-C或者磁珠-電容濾波器接到連接器的機(jī)箱地上。

56、在機(jī)箱地和電路公共地之間加入一個(gè)磁珠。

57、電子設(shè)備內(nèi)部的電源分配系統(tǒng)是遭受ESD電弧感性耦合的主要對(duì)象，電源分配系統(tǒng)防ESD措施：

a、將電源線和相應(yīng)的回路線緊密絞合在一起；

b、在每一根電源線進(jìn)入電子設(shè)備的地方放一個(gè)磁珠；

c、在每一個(gè)電源管腳和緊靠電子設(shè)備機(jī)箱地之間放一個(gè)瞬流抑制器、金屬氧化壓敏電阻（MOV）或者1kV高頻電容；

d、最好在PCB上布置專門的電源和地平面，或者緊密的電源和地柵格，并采用大量旁路和去耦電容。

58、在接收端放置串聯(lián)的電阻和磁珠，對(duì)易被ESD擊中的電纜驅(qū)動(dòng)器，也可在驅(qū)動(dòng)端放置串聯(lián)的電阻或磁珠。

59、在接收端放置瞬態(tài)保護(hù)器。

60、在連接器處或者離接收電路25mm（1.0英寸）的范圍內(nèi)，放置濾波電容。

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