你會不會PCB抗干擾的設計

抗干擾問題是現(xiàn)代電路設計中一個很重要的環(huán)節(jié)，它直接反映了整個系統(tǒng)的性能和工作的可靠性。對PCB工程師來說，抗干擾設計是大家必須要掌握的重點和難點。

PCB板中干擾的存在

在實際研究中發(fā)現(xiàn)，PCB板的設計主要有四方面的干擾存在：電源噪聲、傳輸線干擾、耦合和電磁干擾（EMI）。

1、電源噪聲

高頻電路中，電源所帶有的噪聲對高頻信號影響尤為明顯。因此，首先要求電源是低噪聲的。在這里，干凈的地和干凈的電源同樣重要。

電源特性

2、傳輸線

在PCB中只可能出現(xiàn)兩種傳輸線：帶狀線和微波線，傳輸線最大的問題就是反射，反射會引發(fā)出很多問題，例如負載信號將是原信號與回波信號的疊加，增加信號分析的難度；反射會引起回波損耗（回損），其對信號產生的影響與加性噪聲干擾產生的影響同樣嚴重。

3、耦合

干擾源產生的干擾信號是通過一定的耦合通道對電控系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾作用的。干擾的耦合方式無非是通過導線、空間、公共線等作用在電控系統(tǒng)上。分析下來主要有以下幾種：直接耦合、公共阻抗耦合、電容耦合、電磁感應耦合、輻射耦合等。

公共阻抗耦合

4、電磁干擾（EMI）

電磁干擾EMI有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾是指通過導電介質把一個電網(wǎng)絡上的信號耦合（干擾）到另一個電網(wǎng)絡。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號耦合（干擾）到另一個電網(wǎng)絡。在高速PCB及系統(tǒng)設計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內其他子系統(tǒng)的正常工作。

PCB及電路抗干擾措施

印制電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系，接下來，我們僅就PCB抗干擾設計的幾項常用措施做一些說明。

1、電源線設計

根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。

2、地線設計

地線設計的原則是：

（1）數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應使它們盡量分開。低頻電路的地應盡量采用單點并聯(lián)接地，實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地，地線應短而租，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。

（2）接地線應盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應在2~3mm以上。

（3）接地線構成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。

3、退藕電容配置

PCB設計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關鍵部位配置適當?shù)耐伺弘娙荨?/p>

退藕電容的一般配置原則是：

（1）電源輸入端跨接10 ~100uf的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。

（2）原則上每個集成電路芯片都應布置一個0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個芯片布置一個1 ~ 10pF的但電容。

（3）對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件，如 RAM、ROM存儲器件，應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

（4）電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。

4、PCB設計中消除電磁干擾的方法

（1）減小環(huán)路：每個環(huán)路都相當于一個天線，因此我們需要盡量減小環(huán)路的數(shù)量，環(huán)路的面積以及環(huán)路的天線效應。確保信號在任意的兩點上只有唯一的一條回路路徑，避免人為環(huán)路，盡量使用電源層。

（2）濾波：在電源線上和在信號線上都可以采取濾波來減小EMI，方法有三種：去耦電容、EMI濾波器、磁性元件。

濾波器的類型

（3）屏蔽。

（4）盡量降低高頻器件的速度。

（5）增加PCB板的介電常數(shù)，可防止靠近板的傳輸線等高頻部分向外輻射；增加PCB板的厚度，盡量減小微帶線的厚度，可以防止電磁線的外溢，同樣可以防止輻射。

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