PCB的抑制電磁干擾設計
印制板的設計是制作電子產(chǎn)品的重要一環(huán),隨著(zhù)電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來(lái)越高,PCB設計的好壞對抗干擾能力影響很大。如果設計不合理會(huì )產(chǎn)生電磁干擾,使電路性能受到影響,甚至無(wú)法正常工作。
一、電磁干擾主要有
1、平行導線(xiàn)之間存在電感效應,電阻效應,電導效應,互感效應。一根導線(xiàn)上的變化電流必然影響另一根導線(xiàn),從而產(chǎn)生干擾。
2、印制板上的印制導線(xiàn),板外連接導線(xiàn)甚至元器件引線(xiàn)都可能成為發(fā)射或接收干擾信號的天線(xiàn)。這在高頻電路的印制板設計中尤其不可忽視。
3、電路中磁性元件,如揚聲器、電磁鐵、永磁表頭等產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)以及變壓器、繼電器等產(chǎn)生的突變磁場(chǎng),對印制板也會(huì )產(chǎn)生影響。
二、抑制電磁干擾的方法
電磁干擾無(wú)法完全避免,但在設計印制板時(shí)可采取一些措施設法抑制干擾強度,提高單元電路本身的抗干擾能力,避免或減少干擾。
1、容易受干擾的導線(xiàn)布設要點(diǎn)
通常低電平、高阻抗端導線(xiàn)容易受干擾,布線(xiàn)時(shí)應越短越好: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。平行線(xiàn)效應與長(cháng)度成正比,按信號去向順序布線(xiàn),忌迂回穿插。遠離干擾源,盡量遠離電源線(xiàn),高電平導線(xiàn):實(shí)在躲不開(kāi)干擾源時(shí),不能與之平行走線(xiàn),雙面板交又通過(guò),單面板飛線(xiàn)過(guò)渡。如圖1所示。
2、避免導線(xiàn)成環(huán)
印制板上環(huán)形導線(xiàn)相當于單匝線(xiàn)圈或環(huán)形天線(xiàn),使電感效應和天線(xiàn)效應增強。布線(xiàn)時(shí)盡可能避免成環(huán)型面積。如圖2所示。
3、反饋布線(xiàn)要點(diǎn)
反饋元件和導線(xiàn)連接輸入和輸出,布線(xiàn)不當容易引入干擾。
如圖3所示放大電路,由于反饋導線(xiàn)越過(guò)放大器基極電阻??赡墚a(chǎn)生寄生耦合,影響電路工作。圖4所示電路的布設將反饋元件置于中間,輸出導線(xiàn)遠離前級元件,避免干擾。
4.設置屏蔽地線(xiàn)
印制板內設置屏蔽地線(xiàn)有以下幾種形式:
(1)大面積屏蔽地線(xiàn)
如圖5所示,屏蔽地線(xiàn)不能作信號地線(xiàn),只能作屏蔽用。
(2)專(zhuān)置地線(xiàn)環(huán)
如圖6所示,環(huán)繞在輸入信號線(xiàn)布設地線(xiàn),避免輸入線(xiàn)受干擾。這種屏蔽地線(xiàn)可以單側、雙側,也可在另一層。
(3)屏蔽線(xiàn)
高頻電路中,印制導線(xiàn)分布參數對信號影響大,且不容易進(jìn)行阻抗匹配,可局部使用專(zhuān)用屏蔽線(xiàn)連接,如圖7所示。
電容引線(xiàn)不能太長(cháng),尤其是高頻旁路電容不能有引線(xiàn)。此外,還應注意:
(1)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí),操作時(shí)均會(huì )產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC電路來(lái)吸收放電電流。一般R取1~2K,C取2.2~4.7μF。
(2)CMOS電路的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時(shí)對不用端要接地或接正電源。
印制線(xiàn)路板是電子產(chǎn)品最基本的部件,印制線(xiàn)路板的干擾抑制是一個(gè)技巧性很強的工作,同時(shí),也需要大量的經(jīng)驗積累。只要我們在設計中遵循一些規則,注意經(jīng)驗和技術(shù)的積累和總結,一定能設計出性能優(yōu)良的PCB板。
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