PCB設計:提高敏感器件的抗干擾能力和及時把干擾消除

PCB設計原則千千萬，抑制干擾源占一半。所謂抑制干擾源，就是通過切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾能力和及時把干擾消除。

（1）抑制干擾源的方法

1.繼電器線圈增加續(xù)流二極管 ，消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾。僅加 續(xù)流二極管會使繼電器的斷開時間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時間內(nèi)可 動作更多的次數(shù)。

2. 在繼電器接點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。

3. 給電機加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。

4. 電路板上每個IC要并接一個0.01μF～0.1μF高頻電容，以減小IC對電源的 影響。注意高頻電容的布線，連線應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，會影響濾波效果。

5. 布線時避免90度折線，減少高頻噪聲發(fā)射。

6. 可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲（這個噪聲嚴重時可能 會把可控硅擊穿的）。

（2）切斷干擾傳播路徑措施

1. 充分考慮電源對單片機的影響。電源做得好，整個電路的抗干擾就 解決了一大半。許多單片機對電源噪聲很敏感,要給單片機電源加濾波電路或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對單片機的干擾。比如，可以利用磁珠和電容 組成π形濾波電路，當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。

2. 如果單片機的I/O口用來控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之 間應加隔離（增加π形濾波電路）。 控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之 間應加隔離（增加π形濾波電路）。

3. 注意晶振布線。晶振與單片機引腳盡量靠近，用地線把時鐘區(qū)隔離 起來，晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問題。

4. 電路板合理分區(qū)，如強、弱信號，數(shù)字、模擬信號。盡可能把干擾源（如電機，繼電器）與敏感元件（如單片機）遠離。

5. 用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數(shù)字地與模擬地要分離，最后在一 點接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則，廠家分配A/D、D/A芯片 引腳排列時已考慮此要求。

6. 單片機和大功率器件的地線要單獨接地，以減小相互干擾。

7.大功率元器件盡可能放在電路板邊緣。

（3）提高敏感器件抗干擾性能措施

1. 布線時盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應噪聲。

2. 布線時，電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦 合噪聲。

3. 對于單片機閑置的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。

4. 對單片機使用電源監(jiān)控及看門狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813， X25043，X25045等，可大幅度提高整個電路的抗干擾性能。5. 在速度能滿足要求的前提下，盡量降低單片機的晶振和選用低速數(shù)字 電路。

（4）PCB走線的干擾消除的方法

又來到我們老生常談的走線環(huán)節(jié)了，一塊PCB設計的功底，主要體現(xiàn)在走線上嘛。首先要有良好的地線層，良好的地線層處處等電位，不會產(chǎn)生共模電阻耦合，也不會經(jīng)底線形成天線效應。良好的地線層能使EMI以最短的路徑進入地線而消失。建立良好的地線層的方法是采用多層板，一層專門有做地線成，如果只能有雙面板，盡量從正面走線，反面有做地線成，不得已才從反面過線。

1.保持足夠的距離。對于可能出現(xiàn)有害耦合或輻射的兩個線或兩組要保持足夠的距離，如濾波器的輸入與輸出，光耦的輸入與輸出，交流電源線與弱信號線等

2.長線架低通濾波器。走線盡量短捷 ，不得已走的長線應當在合理的位置插入C，RC，或LC低通濾波器

3.除了地線能用細線的不要用粗線，因為PCB上的每一根走線及時有用信號的載體，又是接受輻射干擾的干線，走線越長，越粗，天線效應越強。

（5）利用軟件抗干擾技術

除了硬件上要采取一系列的抗干擾措施外，在軟件上也要采取例如數(shù)字濾波、設置軟件陷阱、利用看門狗程序冗余設計等措施使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行。PCB處于某一工作狀態(tài)的時間較長時，在主循環(huán)中應不斷地檢測狀態(tài)，我們在采集某一開關量信號時，利用干擾信號多為毛刺型，作用時間短的特點。在多次運行中把干擾排除，也是增強可靠性的一個方法。