消除單片機電磁干擾解決方案

在確定特殊元器件的位置時(shí)要遵守以下原則：

① 盡可能縮短高頻元器件之間的連線(xiàn)，設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應盡量遠離。

② 某些元器件或導線(xiàn)之間可能有較高的電位差，應加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時(shí)手不易觸及的地方。

③ 重量超過(guò)15 g的元器件，應當用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印刷板上，而應裝在整機的機箱底板上，且應考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。

④ 對于電位器、可調電感線(xiàn)圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調元件的布局，應考慮整機的結構要求。若是機內調節，應放在印刷板上方便調節的地方;若是機外調節，其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相適應。

⑤ 留出印刷板定位孔及固定支架所占用的位置。

(2)一般元器件布局

根據電路的功能單元，對電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

① 按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。

② 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線(xiàn)和連接。

③ 在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應盡可能使元器件平行排列，這樣，不但美觀(guān)，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。

④ 位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2 mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(cháng)寬比為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200 mm×150 mm時(shí)，應考慮電路板所受的機械強度。

(3)布線(xiàn)

布線(xiàn)的原則如下：

① 輸入輸出端用的導線(xiàn)應盡量避免相鄰平行，最好加線(xiàn)間地線(xiàn)，以免發(fā)生反饋耦合。

② 印刷板導線(xiàn)的最小寬度主要由導線(xiàn)與絕緣基板間的粘附強度和流過(guò)它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.5 mm、寬度為1～15 mm時(shí)，通過(guò)2 A的電流，溫升不會(huì )高于3℃。因此，導線(xiàn)寬度為1.5 mm可滿(mǎn)足要求。對于集成電路，尤其是數字電路，通常選0.02～0.3 mm導線(xiàn)寬度。當然，只要允許，還是盡可能用寬線(xiàn)，尤其是電源線(xiàn)和地線(xiàn)。導線(xiàn)的最小間距主要由最壞情況下的線(xiàn)間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路，尤其是數字電路，只要工藝允許，可使間距小于0.1～0.2 mm。

③ 印刷導線(xiàn)拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì )影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長(cháng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。

(4)焊盤(pán)

焊盤(pán)中心孔要比器件引線(xiàn)直徑稍大一些。焊盤(pán)太大易形成虛焊。焊盤(pán)外徑D一般不小于(d+1.2) mm，其中d為引線(xiàn)孔徑。對高密度的數字電路，焊盤(pán)最小直徑可取(d+1.0) mm。

3.2 PCB及電路抗干擾措施

印刷電路板的抗干擾設計與具體電路有著(zhù)密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設計的幾項常用措施作一些說(shuō)明。

(1)電源線(xiàn)設計

根據印刷線(xiàn)路板電流的大小，盡量加粗電源線(xiàn)寬度，減少環(huán)路電阻;同時(shí)，使電源線(xiàn)、地線(xiàn)的走向和數據傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。(2)地線(xiàn)設計

在單片機系統設計中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結合起來(lái)使用，可解決大部分干擾問(wèn)題。單片機系統中地線(xiàn)結構大致有系統地、機殼地(屏蔽地)、數字地(邏輯地)和模擬地等。在地線(xiàn)設計中應注意以下幾點(diǎn)：

① 正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地。在低頻電路中，信號的工作頻率小于1 MHz，它的布線(xiàn)和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而應采用一點(diǎn)接地的方式。當信號工作頻率大于10 MHz時(shí)，地線(xiàn)阻抗變得很大，此時(shí)應盡量降低地線(xiàn)阻抗，應采用就近多點(diǎn)接地。當工作頻率在1～10MHz時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線(xiàn)長(cháng)度不應超過(guò)波長(cháng)的 1/20，否則應采用多點(diǎn)接地法。

② 數字地與模擬地分開(kāi)。電路板上既有高速邏輯電路，又有線(xiàn)性電路，應使它們盡量分開(kāi)，而兩者的地線(xiàn)不要相混，分別與電源端地線(xiàn)相連。低頻電路的地應盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線(xiàn)有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地;高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線(xiàn)應短而粗。高頻元件周?chē)M量用柵格狀大面積地箔，要盡量加大線(xiàn)性電路的接地面積。

③ 接地線(xiàn)應盡量加粗。若接地線(xiàn)用很細的線(xiàn)條，則接地電位會(huì )隨電流的變化而變化，致使電子產(chǎn)品的定時(shí)信號電平不穩，抗噪聲性能降低。因此應將接地線(xiàn)盡量加粗，使它能通過(guò)三倍于印刷電路板的允許電流。如有可能，接地線(xiàn)的寬度應大于3 mm。

④ 接地線(xiàn)構成閉環(huán)路。設計只由數字電路組成的印刷電路板的地線(xiàn)系統時(shí)，將接地線(xiàn)做成閉路可以明顯地提高抗噪聲能力。其原因在于：印刷電路板上有很多集成電路元件，尤其遇有耗電多的元件時(shí)，因受接地線(xiàn)粗細的限制，會(huì )在地線(xiàn)上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪能力下降;若將接地線(xiàn)構成環(huán)路，則會(huì )縮小電位差值，提高電子設備的抗噪聲能力。