PCB抗干扰设计


早就想写一篇关于PCB抗干扰的设计问题,一是给自己一个全面系统的认识,二是记录一下,往后可以翻看。

一:电路板干扰问题?

干扰的根源是什么?是电路中电压或者电流的变化

有哪些电磁干扰呢?有传导干扰;辐射干扰;串音干扰

传导干扰主要通过导线耦合共模阻抗耦合(通过供电和通信电缆将两个会更多电器相连接,当外部电流流通这些共模阻抗时,在应该是等电位的A,B两点之间出现不合需要的电压,这种电压会骚扰电平或者电子电路,包括保护线在内的所有电缆都具有阻抗,特别是在高频情况下更真实)来影响电路的。

辐射干扰是由于空间电磁波的幅值而引入的干扰,干扰主要是电缆和率发热的影响关系,合理的设计线路的长度,使其组成的功率比干扰。

串音干扰是由于电容性干扰和电磁干扰所引起的,是一个信号线路干扰另外一邻近的信号路径,它通常发生在邻近的电路和导体上,用电路和导体的电场(互容)、磁场(互感)来表征。

二:如何提高PCB的抗干扰设计?

而对于抗干扰的性能的提高,我们可以从电路板:层数设计、布线、电路布局,来考虑。

(1)、我们都知道设计电路板之前,我们会考虑设计的层数。有两种情况:单层,多层。而对于层数的确定因素有:成本价格;电源、地的类型;信号线的密集程度;信号的频率;特殊布线的问题。

下面分别来说明情况:

Ⅰ、对于PCB的电源问题:电源的层数是由电源的种类、数量决定的,对于单一供电,只需要一层,当然对于多种电源供电(单片机电源的分类可以参照我的博客:https://blog.csdn.net/qq_21990661/article/details/79796302),可以采取两层或两层以上的电源平面。

Ⅱ、信号层数的确定主要依据电路板的功能决定、依据布局、布线密度的参数、结合工作频率、特殊布线要求的信号数量以及成本,来确定信号层数。

Ⅲ、电源与地平面都存在自身的阻抗,当然电源的阻抗要大于地平面的阻抗,将两者相邻可形成耦合电容,连接上去耦电容,可以降低电源的阻抗,获得较好的滤波效果。

Ⅳ、相邻层的关键信号不跨分割区,这样会形成较大的信号环路,产生强的辐射和敏感度的问题。

Ⅴ、元件下面有完整的地平面,通常不允许有信号线在地线上面走线。当走线层布线密度太大时,可考虑在电源面的边缘走线。

(2)、布线的抗干扰

Ⅰ、合理布各种信号线,电路板上的各种信号线是易受电磁干扰的,因此也要合理布线。对于不相容的信号:高频与低频信号、数字与模拟信号、大电流与小电流信号,在进行布线时需要有一定的间隔,以免产生相互干扰。

Ⅱ、信号线的走线在拐角处不要走成90°,否则会破坏导线特性阻抗的一致性,产生谐波与反射现象,一般采用45°拐角或者圆弧拐弯。

Ⅲ、主电源尽可能与其对应的地相邻。

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