電路設計 - PCB抗干擾科技設計

1.引言

電磁相容性EMC是指電子系統在指定的電磁環境中按照設計要求正常工作的能力. 電子系統所經歷的電磁干擾不僅來自電場和磁場的輻射, 但也會受到線路共同阻抗的影響, 導線的組合和電路的結構. 在開發和設計電路時, 我們還希望設計的印刷電路板盡可能不受外部干擾的影響, 它將盡可能少地干擾其他電子系統. 有許多因素會影響系統的抗干擾效能 印製電路板, 包括銅箔的厚度, 印刷導線的寬度和長度以及相鄰導線之間的串擾, 電路板中元件佈局的合理性, 和導線的公共阻抗. 空間中導線和部件產生的電磁場, 等.

設計印製板的主要任務是分析電路並確定關鍵電路。 這是為了確定哪些電路是干擾源，哪些電路是敏感電路，並找出干擾源可能用於干擾敏感電路的路徑。 在類比電路中，低電平類比電路通常是敏感電路，功率放大器通常是干擾源。 當工作頻率較低時，干擾源主要通過線間筒連接干擾敏感電路； 當工作頻率較高時，干擾源主要通過電磁輻射干擾敏感電路。 在數位電路中，高速重複訊號，如時鐘訊號、匯流排訊號等，含有豐富的頻率成分，是最大的干擾源，通常對敏感電路構成威脅。 復位電路、中斷電路等是敏感電路，容易受到尖峰干擾，囙此數位電路無法正常工作。 輸入/輸出電路（1/0）與外界相連，也應特別注意。 如果UO電路靠近時鐘線等干擾源，則不必要的高頻能量將集成到輸出線中，線上的雜訊將通過輻射或傳導干擾電纜附近的敏感電路。

在充分分析電路和確定關鍵電路的基礎上，電路必須正確佈置在印製板上。 對於數位電路，高速電路（如時鐘電路、高速邏輯電路等）、中低速邏輯電路和UO電路應佈置在不同的區域，干擾源和敏感電路應盡可能在空間上分離，以便可以分離干擾源。 對敏感電路的輻射干擾大大减少。

2印製板抗干擾設計

PCB板抗干擾設計的目的是减少PCB板的電磁輻射和PCB板上電路之間的串擾。 此外，PCB的接地設計直接影響1/0電纜的共模電壓輻射。 囙此，PCB的抗干擾設計對於降低系統的電磁資訊輻射具有重要意義。

2.1 PCB佈局 設計

印刷電路板（PCB）的密度越來越高，PCB設計的質量對其抗干擾能力有很大影響，囙此PCB的佈局在設計中處於非常重要的位置。

特殊部件的佈局要求：

1、高頻元件之間的接線越短越好，並儘量減少彼此之間的電磁干擾； 易受干擾的部件不應靠得太近； 輸入和輸出組件應盡可能遠離；

2、一些元件具有更高的電位差，囙此應新增它們之間的距離，以减少共模輻射。 特別注意高壓部件佈局的合理性；

3、發熱元件應遠離發熱元件；

4、溶液電容器應靠近晶片的電源引脚；

5、電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的佈置應根據需要置於易於調整的位置；

6、預留印製板定位孔和固定支架佔用的位置。

通用部件的佈局要求：

1、根據電路流程放置各功能電路單元的元件，使訊號流向盡可能一致；

2、以各功能電路的核心部件為中心，圍繞其佈置。 元件應均勻整齊地排列在PCB上，以儘量減少和縮短元件之間的引線和連接；

3、對於高頻運行的電路，應考慮元件之間的干擾。 一般來說，部件應盡可能平行佈置，以便於接線；

4.PCB的輸出線與電路板邊緣的距離通常不小於80密耳。 電路板的最佳形狀為矩形。 縱橫比為3:2或4:30。

2.2 PCB佈局設計

印刷電路板的佈線密度越來越大，囙此印刷電路板的佈線設計顯得尤為重要。

1、四層板的電源線層應盡可能靠近地線層，以獲得最小的功率阻抗。 從上到下依次為：訊號線、地線、電源線、訊號線。 考慮到電磁相容性，從上到下的最佳六層板為：訊號線、地線、訊號線、電源線、地線、訊號線；

2、時鐘線應與地面層相鄰，線寬應盡可能大，每條時鐘線的線寬應相同；

3、與地線相鄰的訊號層設定高速數位信號線和低電平類比信號線，較遠層設定低速訊號線和高電平類比信號線；

4、儘量避免輸入輸出端子接線，避免並聯，避免迴響；

5、印製線的彎曲度一般為135度鈍角；

6、電源線和地線的線寬應盡可能新增，0.5mm引脚間距的裝置的佈線寬度應不小於12mil；

7、通用數位電路的訊號線寬為8。 il-10nul，螺距為6mi1-8mil；

8、去輻射電容器引線不宜過長，尤其是高頻旁路電容器；

9、混合訊號電路板上的數位接地和類比接地分開。 如果佈線穿過隔離間隙，電磁輻射和訊號干擾將急劇增加，導致電磁相容性問題。 囙此，PCB設計一般採用統一的接地、佈局和佈線管道，通過數位電路和類比電路；

10、對於一些高速訊號，可以使用差分對佈線來减少電磁輻射。

4結論

多層 印製電路板 具有獨特的抗干擾特性. 隨著大規模集成電路和超大規模集成電路的不斷發展, 人們將越來越多地採用多層 印製電路板. 在現代電子系統中, 隨著時鐘頻率的新增和晶片集成度的新增, 其合理性和可靠性 PCB設計 變得越來越重要. In the 設計, 需要分析具體問題，以獲得高品質 PCB設計.