电路板怎样进行抗干扰设计
抗干扰的方法
一、抗干扰方法:为了使高频电路板的设计更合理,抗干扰性能更好,在进行PCB 设计时应从以下几个方面考虑:1、合理选择层数:利用中间内层平面作为电源和地线层,可以起到屏蔽的作用,有效降低寄生电感、缩短信号线长度、降低信号间的交叉干扰,一般情况下,四层板比两层板的噪声低20dB。
2、走线方式:走线必须按照45°角拐弯,这样可以减小高频信号的发射和相互之间的耦合。
3、走线长度:走线长度越短越好,两根线并行距离越短越好。
4、过孔数量:过孔数量越少越好。
5、层间布线方向:层间布线方向应该取垂直方向,就是顶层为水平方向,底层为垂直方向,这样可以减小信号间的干扰。
6、敷铜:增加接地的敷铜可以减小信号间的干扰。
7、包地:对重要的信号线进行包地处理,可以显著提高该信号的抗干扰能力,当然还可以对干扰源进行包地处理,使其不能干扰其它信号。
8、信号线:信号走线不能环路,需要按照菊花链方式布线。
9、去耦电容:在集成电路的电源端跨接去耦电容。
10、高频扼流。
数字地、模拟地等连接公共地线时要接高频扼流器件,一般是中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠。
二、包地法抗干扰包地:电路板设计中抗干扰的措施还可以采取包地的办法,即用接地的导线将某一网络包住,采用接地屏蔽的办法来抵抗外界干扰。
网络包地的使用步骤如下:1.1、选择需要包地的网络或者导线。
从主菜单中执行命令Edit/Select/Net (E+S+N),光标将变成十字形状,移动光标一要进行包地的网络处单击,选中该网络。
如果是组件没有定义网络,可以执行主菜单命令Select/Connected Copper 选中要包地的导线。
1.2、放置包地导线。
从主菜单中执行命令Tools/Outline Selected Objects(T+J)。
系统自动对已经选中的网络或导线进行包地操作。
1.3、对包地导线的删除。
如果不再需要包地的导线,可以在主菜单中执行命令Edit/Select/Connected Copper 。
如何应对PCB设计中的电磁干扰问题
如何应对PCB设计中的电磁干扰问题在PCB设计中,电磁干扰是一个常见而令人头痛的问题。
它可能导致电路性能的下降、系统崩溃甚至设备损坏。
因此,正确地应对电磁干扰问题至关重要。
本文将探讨几种应对PCB设计中电磁干扰问题的方法和策略。
一、电磁干扰的原因及影响电磁干扰来源于各种电子设备,包括干扰源和受干扰的电路。
产生电磁干扰的原因很多,比如电路中的高频信号、不正确的接地、信号线之间的互相干扰等。
这些干扰会导致电路中的信号失真、噪音增加、系统性能下降等问题。
二、合理布局电路板合理布局电路板是应对电磁干扰问题的重要策略之一。
首先,应尽量缩短信号线的长度,减少信号线之间的耦合。
其次,将高频信号线和低频信号线分开布局,避免相互干扰。
此外,可以采用屏蔽罩来隔离信号线和其他电路元件,减少干扰的传播。
三、地线的设计和布局地线的设计和布局对于降低电磁干扰也非常重要。
首先,要保证地线的连续性,避免地线断裂。
其次,在布局地线时,尽量采用星型连接方式,将各个地线连接到一个共接地点。
这样可以减少接地电流的路径,降低电磁干扰的产生。
同时,应尽量将数字和模拟地线分开布局,以减少它们之间的相互干扰。
四、减少信号线的串扰信号线之间的串扰是电磁干扰的主要来源之一。
为了减少串扰,可以采用以下方法。
首先,选择适当的信号线间距,尽量将它们分开。
其次,可以采用屏蔽罩、地平面等方法进行屏蔽。
另外,还可以使用差分信号线,通过差分信号的抵消作用来减少串扰的影响。
在布局和布线时,注意布线对称和平衡,可以进一步减少串扰。
五、选择合适的滤波器和抑制器在PCB设计中,可以采用滤波器和抑制器来抑制电磁干扰。
滤波器可以用于滤除高频噪声和信号,可以选择合适的滤波器根据具体的需求。
抑制器可以用于抑制电磁辐射和干扰源的信号,采用合适的抑制器可以有效地降低电磁干扰的影响。
六、合理选择敷铜与引入GI设计在PCB设计中,合理选择敷铜和引入地电网隔离设计是有效应对电磁干扰的方法之一。
PCB抗干扰设计
PCB抗干扰设计PCB(Printed Circuit Board)抗干扰设计是指在电子产品的PCB设计过程中,采取一系列措施来减少和抵御各种外部干扰因素对电路的影响和干扰。
随着电子产品的不断发展和普及,电子设备之间的干扰问题也变得越来越严重。
因此,采取有效的抗干扰设计对于保证电子产品的正常运行和可靠性至关重要。
1.接地设计:在PCB设计中,接地是一个非常重要的因素,能够有效地抵御和减少各种干扰。
良好的接地设计可以有效地降低信号线之间的串扰和互相干扰。
在PCB设计中,应该合理规划接地路径,将接地线路保持尽量短且直接。
同时,通过增加接地区域的面积来减少电磁干扰。
2.电源过滤:电源过滤电路可以在供电系统上降低不同频率的电磁噪声。
使用陶瓷电容器和电源滤波器可以有效地减少电源线上的电磁干扰。
通过在电源输入端添加滤波器来滤除高频噪声和尖峰噪声,以保证电路正常运行。
3.信号线隔离和屏蔽:在PCB设计中,信号线的隔离和屏蔽是非常重要的一步。
信号线之间的互相干扰会导致信号失真和产生噪声。
为了降低信号线之间的干扰,可以采用不同层的PCB布线,并根据信号的特性进行合理的布线规划,避免信号线交叉和并行。
此外,通过在信号线旁添加地层和屏蔽层,可以进一步减少信号线的干扰。
4.环境屏蔽:在一些特殊环境下,如高温、高湿度、强磁场等,电子设备容易受到外部环境的干扰。
为了保证电路的正常运行,可以在PCB设计中增加外部屏蔽层来防止干扰。
此外,在PCB设计中还可以选择合适的材料,如有机基板和金属外壳,来提高设备的抗干扰能力。
5.地线和功率线的分离:在PCB设计中,地线和功率线的分离是非常重要的。
通过对地线和功率线进行分离,可以减少互相的干扰,提高整体的抗干扰性能。
此外,还可以采用不同层次的布线,将地线和功率线分别布置在不同的层次上,以减少干扰。
6.编码和解码技术:在一些特殊的通信应用中,编码和解码技术可以有效地提高通信系统的抗干扰能力。
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指电子设备在相互干扰和和外界电磁环境下能够正常工作的能力。
在电子产品的设计中,抗干扰和抗辐射电路的设计是确保电子设备在各种电磁环境下能够稳定运行的重要因素。
本文将讨论电路电磁兼容性设计中如何设计抗干扰和抗辐射电路。
一、抗干扰电路设计抗干扰电路设计是为了减少电子设备对外界电磁噪声的敏感度,防止其发生故障或误操作。
以下是几种常见的抗干扰电路设计方法:1. 电源线滤波器:通过在电源输入端添加滤波电路,能够滤除掉电源线上的高频噪声,减小对电子设备的影响。
2. 地线设计:良好的接地设计可以有效地抑制干扰信号的传播,例如通过增加接地电感和接地电容,形成低阻抗的接地路径。
3. 屏蔽设计:在电路板的设计中,使用屏蔽罩或金属层来遮蔽电子设备内部的干扰源,从而降低对周围环境的干扰。
4. 布线设计:合理的布线可以减少信号间的串扰,例如将高频信号线和低频信号线分开布置,避免相互干扰。
5. 过压保护设计:在电路中添加适当的过压保护电路,可以避免由于外界电磁干扰引起的过压情况,保护电子设备的正常工作。
二、抗辐射电路设计抗辐射电路设计是为了减少电子设备对外界电磁辐射的敏感度,防止其自身辐射对其他设备和系统造成干扰。
以下是几种常见的抗辐射电路设计方法:1. 圆孔规则:根据电磁波波长和孔洞尺寸之间的关系,设计合理大小的圆孔,使其具有较好的屏蔽性能。
2. 接地设计:良好的接地设计可以有效地将电磁辐射信号导入地面,减小辐射功率。
3. 电磁辐射滤波器:通过添加辐射滤波器,限制高频电流在电路中的传播,减少辐射发射。
4. 屏蔽设计:在电路板设计中增加屏蔽层或屏蔽导线,使电磁辐射局限在设备内部,减少对外界的辐射。
5. 地面平面分割:通过将地面平面划分为小的分区,降低不同分区之间电荷的流动速度,减小辐射功率。
三、电路模拟与仿真为了更好地评估电路的电磁兼容性性能,可以使用电磁仿真软件对电路进行模拟和仿真。
PCB抗干扰设计原则
PCB抗干扰设计原则抗干扰是PCB设计过程中的一个重要方面,它能够提高电路板的稳定性和可靠性。
下面是PCB抗干扰设计的原则:1.高频信号引脚的设计:高频信号的传输需要注意信号的完整性,因此,设计时应将高频信号引脚与其他引脚分开布局,减少干扰。
同时,应尽量使用短而粗的跨地引脚,以减少电磁干扰(EMI)。
2.地线的设计:地线在PCB设计中起到了较大的作用,对抗干扰设计来说尤为重要。
因此,在设计过程中要注意减少地线的回路面积,缩短地线的长度,以减小地线的电感。
此外,为了提高抗干扰能力,尽量将地线压印在整个PCB板的一端,以减小传导电磁干扰的机会。
3.电源的设计:电源是电路工作的基础,因此在设计中应尽量减小电源线的电感和电阻。
为了减少电源的电磁辐射,可以采用地线反向的方式,将地线与电源线相互交叉布局。
此外,在PCB板上使用陶瓷电容器来去除高频噪声,还可以使用电源滤波器减小电源中的干扰。
4.信号线的设计:在布线过程中,要注意避免信号线与电源线、高频线等产生相互干扰。
这可以通过增加信号层间引线的间隔、增加层间间距、并避免信号线垂直穿越分界线来实现。
另外,还可以通过正确的布线方法,如降噪和阻抗匹配,来提高信号线的抗干扰能力。
5.屏蔽的设计:在PCB设计中,可以使用屏蔽罩、屏蔽墙或金属壳等方法来有效地抑制电磁辐射和干扰。
屏蔽罩通常用于高频电路设计中,能够有效地隔离电磁波和电磁噪声。
屏蔽墙可以将电路分成几个部分,从而减小干扰的传播。
金属壳可以用于对敏感电路的保护,阻止外部电磁场的侵入。
6.地线平面的设计:地线平面的设计是PCB抗干扰设计中非常重要的一环。
通过在PCB的每一层上布置地线平面,可以形成一个良好的电磁屏蔽结构,减小信号线和地线之间的干扰。
此外,地线平面的设计还可以缩短地线的长度,减小地线电感,提高信号的完整性。
7.综合布线的设计:在整个布线过程中,还要考虑信号线和地线之间的距离、平行度和角度等因素,以减小互相干扰。
电路中如何解决信号干扰问题
电路中如何解决信号干扰问题信号干扰是电路中常见的问题之一,它会影响正常的信号传输和接收,导致电路性能下降甚至故障。
因此,在设计和应用电路时,解决信号干扰问题是至关重要的。
本文将介绍一些解决信号干扰问题的方法和技巧。
一、选择合适的信号线路布局方式信号线路的布局方式对信号干扰有很大影响。
如何选择合适的信号线路布局方式,以减少信号干扰,是一个关键的考虑因素。
1.1 单端布局单端布局是将信号线路与地线或电源线相隔较远,从而减少信号与其他线路的相互影响。
这种布局方式适用于信号干扰较小的情况。
1.2 差分布局差分布局是将两个相同的信号线路同时引出,通过比较两路之间的差异来接收信号。
差分布局可以抵消共模干扰,提高信号的抗干扰能力。
1.3 屏蔽布局屏蔽布局是在信号线路外部设置屏蔽层,将信号线路与外界隔离,有效降低外界干扰对信号的影响。
屏蔽布局适用于信号干扰较为严重的场合。
二、合理选择信号线路和接口的设计2.1 选择低阻抗信号线路低阻抗信号线路可以减少信号线路对干扰源的敏感度,提高信号的抗干扰能力。
因此,在设计信号线路时,应尽量选择低阻抗的线路材料,并采取相应的阻抗匹配措施。
2.2 选择抗干扰能力强的接口接口的抗干扰能力也是解决信号干扰问题的重要因素。
应选择抗干扰能力强的接口,例如差分信号接口、屏蔽接口等,以提高信号的稳定性和抗干扰能力。
三、采取合适的滤波措施滤波是解决信号干扰问题的常用手段之一。
通过对信号进行滤波可以滤除干扰信号,提高信号的纯净度。
3.1 使用带通滤波器带通滤波器可以选择性地过滤掉特定频段的信号干扰,只保留所需的信号,提高系统的抗干扰能力。
3.2 使用低通滤波器低通滤波器可以过滤掉高频干扰信号,保留低频信号,提高信号传输的准确性和稳定性。
四、地线设计和隔离地线设计和隔离也是解决信号干扰问题的重要手段之一。
合理的地线设计可以将干扰源的电流引导到地线上,减少对信号线路的干扰。
4.1 单点接地单点接地是将所有地线连接到同一个地点,避免形成环路,减少干扰信号的传播和影响。
印刷电路板的抗干扰设计
印刷电路板的抗干扰设计印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)作为电子产品中的重要组成部分,需要具备良好的抗干扰设计。
在当今电子产品应用越来越广泛,并且电子设备与设备之间的互联越来越密切的情况下,电路板的抗干扰设计显得尤为重要。
本文将从几个方面探讨印刷电路板的抗干扰设计原则及措施。
抗干扰设计原则:1. 地线设计:良好的地线设计是抗干扰设计的基础。
地线的作用主要有两个:一是提供电路工作的零参考电位;二是对传导型干扰电流提供回流通道。
在PCB的布线中,应该尽量避免地线环路,减小地线的电阻。
应该在PCB的设计中合理规划地线的走向,避免地线交叉或并联,减小地线的共模干扰。
2. 信号线设计:在设计PCB的信号线时,应该将高频信号线和低频信号线分开布线,减小信号线之间的干扰。
在布线时应该尽量避免使用锐角折线,减小信号线的辐射干扰。
对于高频信号线,应该采用差分传输技术,减小共模干扰。
3. 综合布线设计:在PCB的综合布线设计中,要合理规划布局,减小信号线和电源线之间的干扰。
在对PCB进行布线时,还应该考虑到信号线和功率线之间的距离关系,尽量让它们保持距离,减小其互相干扰。
4. 电源线设计:良好的电源线设计是保证整个电路系统稳定运行的关键。
在PCB的设计中,应该优化电源线的布局,避免电源线交叉、并联,减小电源线的电阻和电感,提高其抗干扰能力。
抗干扰设计措施:1. 电磁屏蔽:在PCB的设计中可以采用电磁屏蔽技术,通过在电路板上覆盖一个屏蔽层,来减小外界电磁场对电路板的干扰。
电磁屏蔽层可以采用金属材料或者导电性好的化合物材料,从而有效的提高电路板的抗干扰能力。
2. 滤波器设计:在PCB的设计中可以采用滤波器技术,通过在电路板上增加RC滤波器、LC滤波器或者Pi滤波器,来滤除干扰信号,保护电路板的稳定工作。
滤波器的选用应该根据实际的干扰频率、功率等特性进行选择。
3. 接地设计:良好的接地设计是确保电路板稳定运行的重要保障。
电路设计抗干扰措施
电路设计抗干扰措施在电路设计中,抗干扰措施是非常重要的,可以有效地减少或消除各种电磁干扰对电路正常运行造成的影响。
下面将介绍一些常见的抗干扰措施。
1.地线设计地线在电路中起到连接电路各个部分的作用,它功德很大程度上影响了电路的干扰抗能力。
在地线设计中,应尽量缩短地线的长度,减小地线的电阻和电感,并采用良好的接地方式。
另外,应避免地线与信号线和电源线的交叉,以减少互相干扰。
2.滤波器的使用滤波器是抗干扰的重要组成部分,可以帮助滤除电路中的高频干扰信号。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
在设计中,可以根据具体干扰源的频率特性选择合适的滤波器,并将其放置在电路的输入和输出端口。
3.屏蔽措施屏蔽是通过屏蔽材料将电路部件与外界环境隔离开来,阻止干扰信号的进入或电磁辐射的泄漏。
常用的屏蔽材料包括金属泡沫、金属网、金属薄膜和金属壳体。
在设计中,可以根据需要在电路周围设置适当的屏蔽层来保护电路免受干扰。
4.接地和屏蔽电流的设计在设计电路时,接地是非常重要的一项工作。
良好的接地设计可以有效降低电路的串扰和电磁干扰。
在接地设计中,应尽量缩短接地线路的长度、宽度和电阻,并采用低电阻的接地方式。
此外,还需要注意屏蔽电流的设计,避免屏蔽电流造成的地回流问题。
5.信号线和电源线的布局信号线和电源线是电路中最容易受到干扰的部分。
在布局设计中,应尽量避免信号线和电源线的交叉和平行排列,以减少互相干扰。
可以通过增加信号层的层数和合理分配信号线和电源线的位置来降低干扰。
6.过滤器的选择在电路设计中,可以使用各种过滤器来减少电源线和信号线上的干扰。
常见的过滤器包括RC滤波器、LC滤波器和PI滤波器。
过滤器的选择应根据具体的干扰频率和功率要求来确定。
7.抑制共模信号的方法共模信号是一种常见的干扰信号,可以通过使用差模电路来抑制。
差模电路可以将共模信号转换为差模信号,并将其降噪。
常见的差模电路包括差动放大器和差分输入电路。
印制电路板设计原则和抗干扰措施
印制电路板设计原则和抗干扰措施印制电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)是电子装置的重要组成部分,它承载着各种电子元件和电路的连接和布局。
PCB设计的好坏直接关系到电子设备的性能和稳定性。
下面将介绍印制电路板设计的几个重要原则和抗干扰措施。
1.建立良好的电路布局:电路布局是指各个电路元件在PCB上的位置安排。
合理的电路布局可以降低信号传输的损耗和干扰,提高电路的可靠性和稳定性。
通常,在PCB的布局中,要注意避免信号线过长过近,相近信号线间保持足够的距离,尽量减少信号线的交叉等。
2.分层设计:分层设计可以有效地隔离信号和电源,降低信号间互相干扰的可能性。
一般来说,PCB设计中应该尽量避免信号层和电源层的交叉布局,以减少信号线的串扰和EMI(电磁干扰)。
3.地线设计:地线是电路中非常重要的一种线路,它对于降低电磁辐射和提高系统的抗干扰性能非常重要。
在PCB设计中,地线应该做到宽大、短小、粗壮,尽可能避免尖锐弯曲。
同时,特殊地线如模数转换器(ADC)的信号地线和数字地线要分开布局,以避免共模干扰和串扰。
4.导联线的布局:导联线是电路的连接线,在PCB设计中要注意导联线的长度、走向和间距。
一般来说,导联线要尽量保持短小,可以采用直线连接,避免过度转弯和拐角,减小信号线的延迟和阻抗变化。
5.电源线和信号线的分开布局:为了减少信号线和电源线的干扰,PCB设计中应该尽量避免信号线和电源线的平行布线和交叉布线。
电源线应该尽量接近电源和地线,通过采用地道或者地抓来提高电源线的独立性,降低信号线的串扰。
1.细分电源和分层供电:合理细分电源可以降低电源共模干扰和互模干扰的可能性。
同时,在PCB设计中,应该采用分层供电的方式,将不同功率和频率的电源分别布置在不同的电源层上,以降低电磁辐射和抑制互相干扰。
2.阻抗匹配技术:阻抗匹配可以减少信号线传输过程中的反射和功耗损失,提高信号的质量和抗干扰能力。
怎样解决电路中的干扰问题
怎样解决电路中的干扰问题电路中的干扰问题一直是工程师在设计和实施电子设备时最为关注的问题之一。
干扰问题可能导致电路性能下降、信号噪声增加,甚至引发功能障碍。
因此,在电路设计过程中,采取适当的措施来解决干扰问题至关重要。
本文将介绍一些常见的干扰问题及其解决方法。
一、电磁干扰电磁干扰是电子设备中最为常见的干扰问题之一。
它通常来自外部电源、其他电子设备或电路组件的放射。
电磁干扰会干扰正常的信号传输,导致电路性能下降。
1. 措施一:屏蔽设计通过在电子设备的外壳和电路板上设置屏蔽层,可以有效地减少外界电磁波对电路的干扰。
屏蔽层通常使用导电材料,如金属盖板或导电层。
屏蔽设计可以有效地降低电磁干扰并提高电路稳定性。
2. 措施二:地线设计正确的地线设计是减少电磁干扰的关键。
合理规划地线的布局,使用大面积的地线铺设可以有效地降低电磁干扰。
此外,要避免共地回路引起的互耦效应,减少地线回流路径的长度。
二、电源噪声电源噪声是电路中常见的干扰源之一。
不稳定的电源会导致电路的工作不正常,并引入噪声信号。
在电源输入端使用滤波器可以有效地降低电源噪声。
滤波器可以滤除电源中的高频干扰信号,确保电源供电稳定。
2. 措施二:电源隔离对于对电源噪声敏感的电路,可以使用电源隔离来避免其干扰传递到其他电路。
电源隔离可以通过使用隔离变压器或者数字隔离器来实现。
三、传导干扰传导干扰是通过电路元件之间的导线或者电缆传递的电磁干扰。
它会引入噪声信号,干扰电路的正常工作。
1. 措施一:布线规划优化电路的布线规划是减少传导干扰的关键。
合理规划导线的走向,避免导线之间的交叉和平行布线,尽量保持导线之间的距离,以减少传导干扰的影响。
2. 措施二:屏蔽电缆的使用在高干扰环境中,可以考虑使用屏蔽电缆来减少传导干扰。
屏蔽电缆具有外部屏蔽层,可以有效地阻挡外界电磁波的干扰。
四、引入干扰的元器件有些元器件本身就会引入干扰信号,如开关电源、电机等。
在电路设计中,需要针对这些具有干扰特性的元器件采取相应的措施。
画PCB时常用抗干扰方法
画PCB时常用抗干扰方法在PCB设计中,为了确保电路板的工作稳定性和可靠性,常常需要采取一些抗干扰的措施。
以下是常用的抗干扰方法:1.分离模拟和数字电路:将模拟和数字信号的地线和供电线分开布局和走线,以减少相互干扰。
模拟和数字信号地和电源布局最好分开,尽量采用交错布线的方式,减少回路间的磁耦合和电容耦合。
2.使用屏蔽罩:在感觉到可能会有干扰源的电路周边,使用金属屏蔽罩,以隔离或屏蔽外部干扰。
同时,对需要进行防御的电路进行电磁屏蔽,以提高抗干扰能力。
3.适当增加电源滤波器:在电源输入端增加适当的RC或LC滤波器,以消除电源中的高频噪声,保持电路的稳定工作。
4.细化地面铺设:在PCB设计中,要注重地面铺设,遵循信号地、模拟地和数字地分离的原则。
通过合理铺设地面,可以提高地面的抗干扰能力,减少耦合和共模干扰。
同时,使用整片地面铺设,并增加分割泄露电流引线,以避免地下循环。
5.降低传输线串扰:在高速传输线的设计中,应采取差分传输线或屏蔽传输线的方式,以降低串扰的影响。
差分信号线的布局和走线应保持对称,并尽量减小信号线之间的间距,减少电磁耦合。
6.控制布线的长度和幅度:为了减少信号的串扰和干扰,将控制高频电路的布线长度和幅度尽量减小。
另外,高速信号线的走线要尽量避免与其他信号线平行,并且要尽量远离潜在的干扰源。
7.使用外接滤波元件:在需要进行抗干扰的接口电路中,可以使用外接的滤波元件,如滤波电容器、滤波电感器等,以消除噪声和干扰。
8.合理选择元器件:在设计过程中,选择具有良好抗干扰特性的元器件对于提高抗干扰能力至关重要。
例如,选择具有低噪声系数的放大器,抗干扰性能好的集成电路等。
9.使用屏蔽线材:当信号传输线路易受外界干扰时,可以考虑使用带有屏蔽层的线材进行连接,并合理接地屏蔽层,以达到抗干扰的目的。
10.确保良好的地和电源连接:对于抗干扰设计来说,地和电源连接非常重要。
良好的地和电源连接可以有效降低回路共模干扰和地回流路径的电压降低。
PCB的抗干扰设计的六大原则
PCB的抗干扰设计的六大原则PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的抗干扰设计是为了保证电子设备的正常运行和稳定性。
下面列举了六大原则,以帮助设计人员在PCB设计阶段做好抗干扰设计。
1.分离与隔离在PCB设计时,应把不同模块的信号线、电源线、地线等进行分离和隔离。
这样可以避免不同信号之间的相互干扰,减小噪声的影响。
(1)在布局时,尽量将高频信号线、低频信号线以及电源线、地线分开布置,互相之间保持一定的距离。
(2)使用屏蔽层来隔离不同信号层。
例如,在多层板设计中,可以使用地层或者电源层来隔离高频信号层和低频信号层。
2.网络规划与分割将PCB的信号链路根据功能进行规划和分割,以减小互相之间的干扰。
(1)信号链路应短而直,尽量避免过多弯曲。
(2)将不同功能的元件和接口分布在不同的区域,避免相互干扰。
3.地线设计地线在抗干扰设计中起着重要的作用。
合理设计地线可以提高电磁兼容性和抗干扰能力。
(1)单点接地:将所有的地线汇集到一个单点接地,减小回流电流路径上的干扰。
应尽量减少地线的分支,避免形成环路。
(2)使用平面地线:将不同地线通过足够宽度的平面连接起来,形成地面。
平面地线可以提供低阻抗的路径,减小与信号线之间的干扰。
4.屏蔽设计对于高频信号或者敏感信号,应使用屏蔽来保护,减小外部干扰对信号的影响。
(1)屏蔽罩:在电路板上设置金属屏蔽罩,将敏感区域隔离起来,减小外部电磁场的干扰。
(2)差分信号线设计:对于高速信号,使用差分传输可以减小共模干扰。
(3)地层和电源层:在多层板设计中使用地层和电源层来进行屏蔽和干扰隔离。
5.滤波器的设计使用滤波器可以减小电路中的高频干扰,保持信号的纯净性。
常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
(1)电容滤波器:通过在信号线和地线之间串联电容来滤除高频噪声。
(2)电感滤波器:通过在信号线和地线之间串联电感来滤除低频噪声。
6.寄生电容和寄生电感的控制在PCB设计中,需要注意控制寄生电容和寄生电感对信号的影响。
PCB常用抗干扰措施
PCB常用抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中承载电子元器件的重要组成部分。
在电子设备中,由于各种原因,如电磁干扰、射频干扰以及其他外部因素的影响,容易导致PCB上的信号质量下降,甚至引起设备的故障。
因此,在PCB设计中采取适当的抗干扰措施是非常重要的。
下面将介绍一些常用的PCB抗干扰措施。
1.布局设计:-尽量将高频、高速信号层与低频、低速信号层分开。
这样可以避免高频信号对低频信号的干扰。
-合理安排电源、地线和信号线的走向,避免信号线与电源线、地线的交叉。
-采用星状接地布局,将各个部分的地线通过一个中央地连接起来,减少回路面积。
-注意防止较大功率器件附近的信号线受到干扰。
2.信号层设计:-使用不同信号层进行分区,将高速信号、低速信号、模拟信号和电源线分别布局在不同的层上,以减少互相之间的干扰。
-控制信号线走线的长度和走向,缩短信号线的长度以减少传输延迟和干扰。
3.电源与地线设计:-采用低电阻、宽线宽的电源和地线,以降低电阻和电压下降,提高电源和地线的传导能力。
-在电源和地线上使用分布式电容、电感和滤波器,以进行滤波和抑制高频噪声。
4.屏蔽设计:-使用屏蔽罩和金属盖板来封闭敏感的电路,减少外部电磁干扰的影响。
-在PCB表面涂布屏蔽漆,以提高整个板的屏蔽效果。
-在高频、高速信号线旁边布置地线屏蔽。
5.减弱干扰设计:-对敏感信号线进行差分传输设计,通过差分信号线的抗干扰能力,减少外界噪声的影响。
-在输入输出端口使用串联电阻和滤波器,抑制输入或输出线上的高频噪声。
6.接地设计:-使用恰当的接地技术,避免地网产生回路共振和地回路的干扰。
-在PCB上布置大面积的地面铺铜,减少电磁辐射和抗干扰能力。
7.使用抗干扰元件:-在信号线上使用滤波器、电容器等元件,以滤除高频噪声。
-在输入输出端口使用保护器件,防止电压过高或过低导致的干扰。
总之,通过合理的布局设计、信号层设计、电源与地线设计、屏蔽设计、减弱干扰设计、接地设计和使用抗干扰元件等措施,可以有效提高PCB的抗干扰能力,保证电子设备的正常运行。
电路板怎样进行抗干扰设计
电路板怎样进行抗干扰设计电路板的抗干扰设计是为了防止外界干扰信号对电路板造成损害,以及确保电路板正常工作。
在电子设备应用中,抗干扰设计是一项非常关键的技术工作。
抗干扰设计的关键在于提高电路板的抗干扰能力。
下面介绍一些常用的抗干扰设计方法:1.布局和接地设计:合理的布局可以减少信号线之间的干扰。
将高频信号线与低频信号线相隔较远,减少相互干扰的可能性。
同时,良好的接地设计能够提供低阻抗的回路,吸收和消除干扰信号。
2.屏蔽设计:对于电磁辐射干扰特别严重的场景,可以采用金属层或金属盖进行屏蔽设计。
屏蔽可以有效地阻挡外界电磁波的干扰,保护电路板的正常工作。
3.模拟和数字信号分离:模拟和数字信号应尽量分离布局,避免互相干扰。
可以采用不同的地面平面分离和不同电源平面,分离模拟和数字部分。
4.电磁兼容性(EMC)过滤:通过使用滤波器,在电路板上对信号进行滤波,以去除不需要的高频杂散信号。
这可以帮助降低干扰的发生。
5.优化信号线布线:信号线的布线应该避免过长、过窄,以减少串扰和耦合。
可以采用正确的布线规则,如使用差分传输线减少共模干扰,保持匹配和对称性等。
6.使用引脚和接口的屏蔽:在连接器和接口处使用屏蔽,可以有效地阻挡外界干扰。
同时,使用良好质量的连接器和接口,以确保连接的可靠性和稳定性。
7.热管理:热问题也会对电路板的性能造成影响。
合理的热管理设计可以减少热源对电路板的影响,并提高电路板的工作稳定性。
除了以上方法,还有一些其他的抗干扰设计方法,如合理选择元器件、减少闭环放大器的增益等。
在实际设计中,需要根据具体情况综合考虑,选择合适的方法。
总之,抗干扰设计对电路板的正常工作至关重要。
通过合理的布局设计、屏蔽设计、分离和滤波等方法,可以有效地降低外界干扰对电路板的影响,提高其抗干扰性能,确保电路板的稳定工作。
PCB设计原则和抗干扰措施
PCB设计原则和抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计是电子产品开发中至关重要的一环,它直接影响着电路性能和可靠性。
在进行PCB设计时,需要遵循一系列原则,并采取相应的抗干扰措施来确保电路的稳定运行。
本文将介绍几个常用的PCB设计原则和抗干扰措施。
一、PCB设计原则1. 尽量缩短信号路径:信号路径过长会导致信号传输延迟和干扰的增加。
因此,在设计PCB时,应尽量缩短信号路径,减少信号传输的时间和损耗。
2. 避免干扰源:将敏感信号线与高频、高功率或其他潜在干扰源的线路保持足够的距离,以减小干扰的可能性。
此外,在PCB上合理布局各个部件,尽量避免信号线与电源线、地线及其他信号线交叉。
3. 保持信号完整性:对于高速信号传输线路,应采用差分线路设计,以减小干扰和串扰的影响。
同时,在PCB设计中加入合适的阻抗匹配电路,保证信号质量和完整性。
4. 良好的散热设计:电子元件在工作过程中会产生热量,如果无法及时散热,将会影响电路的正常运行。
因此,在PCB设计中需要考虑到合适的散热措施,例如增加散热片、散热孔等。
5. 合理选择连接方式:合理选择PCB的层次结构和连接方式,可以减小电路的布局面积,提高整体性能。
对于复杂电路,还可以采用模块化设计思想,将电路划分为不同的模块,便于测试和维修。
二、抗干扰措施1. 地线设计:良好的地线设计是抗干扰的基础。
在PCB设计中,应尽量采用大面积的地线铺设,减小地电阻,提高地线的连续性。
同时,地线与电源线之间应保持足够的距离,以避免互相干扰。
2. 电源线滤波和分离:在电路中引入合适的电源滤波器,可以有效滤除电源中的干扰信号。
另外,对于不同功能模块的电源线,应尽量分离布线,减小干扰的传播。
3. 屏蔽设计:对于高频信号或强干扰源,可以采用屏蔽罩或隔离层的设计,将其与其他信号线隔离开,减小干扰对其他部分的影响。
4. 选择合适的元件布局:在PCB设计中,要合理选择元件的布局位置,尽量减小信号线与干扰源之间的距离。
PCB板抗干扰设计技巧
PCB板抗干扰设计技巧在PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)的设计中,抗干扰是非常重要的一项技术。
干扰是指外界电磁场的影响,可能导致电路的工作不稳定或者出现不正常的现象。
为了提高PCB板的抗干扰能力,设计人员需要采取一系列的技巧和措施。
以下是PCB板抗干扰设计的一些技巧:1.地线的设计:地线的设计是非常重要的,它能够提供一个回流路径,将干扰电流引导到地上,避免对其他电路的干扰。
在PCB板的设计过程中,应该将地线设置宽一些,并且减少地线的走线弯曲,以减小电流的回流电阻。
2.电源线和信号线的布置:在PCB板的布局过程中,电源线和信号线的布置也是非常重要的。
应该避免电源线和信号线交叉布置,以减小干扰的可能性。
同时,在布置过程中也应该尽量将高频信号线和低频信号线分开布置,避免高频信号对低频信号的干扰。
3.模拟和数字信号的分离:PCB板上通常存在模拟信号和数字信号。
由于它们的工作方式和频率差异较大,应该将它们分离开来布局。
在布局时,应该避免模拟和数字信号线靠得太近,以减小干扰的可能性。
4.良好的地与电源分离:为了减小干扰,应该将地和电源之间分离开来。
地和电源的分离可以通过独立设计地层和电源层来实现。
5.适当的屏蔽:对于一些对干扰非常敏感的电路,可以考虑使用屏蔽来减小干扰。
屏蔽可以是金属屏蔽罩、屏蔽盖或者使用屏蔽材料包裹。
6.适当的过滤:在PCB板的设计中,可以使用适当的过滤电路来减小干扰。
过滤电路可以通过在电源和信号线之间添加滤波器来实现。
滤波器可以起到消除高频噪声和干扰的作用。
7.接地的选择:选择适当的地点进行接地是非常重要的。
过长的接地线会增加电阻,造成导致干扰的电流无法顺利地流回。
因此,应该选择距离电路最近的地点进行接地。
8.PCB板的敷铜:适当的敷铜可以起到抗干扰的作用。
通过在PCB板上增加一层敷铜,可以减小电路板的串扰和对外界电磁场的敏感性。
总之,PCB板的抗干扰设计是非常重要的一项技术。
电路设计中抗干扰的方法
电路设计中抗干扰的方法(附电路图)1、切断干扰的传播途径1)增加干扰源(如电机、继电器)与敏感器件(如单片机)的距离,用地线把他们隔离或者在敏感器件加上屏蔽罩。
2)电路板合理分区,将强信号、弱信号、数字信号、模拟信号电路合理地分区域布置。
4)、单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小互相干扰。
大功率器件要尽可能布置在电路板的边缘。
5)、在单片机I/O口,电路板连接线等关键地方,使用抗干扰元件可显著提高电路的抗干扰性能。
6)、晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。
2、尽量采用抗干扰性能强的单片机1)、降低单片机内部的电源噪声在传统的数字集成电路设计中,通常将电源端和地端分别布置在对称的两边。
例如左下角为地,左上角为电源。
这使得电源噪声穿过整个硅片。
改进方法将单片机的电源和地安排在两个相邻的引脚上,这样不仅降低了穿过整个硅片的电流,还便于印制板上设计电源退耦电容,以降低系统噪声。
2)、降低时钟频率单片机测控系统的时钟电路是一个调频噪声源,它不仅能干扰本系统,还对外界产生干扰,使其他系统的电磁兼容检测不能达标。
在保证系统可靠性的前提下,选用时钟频率低的单片机可降低系统的噪声。
以8051单片机为例,当最短指令周其为1US时,时钟是12MHZ。
而同样速度的MOTOROLA兼容单片机的厂商在不牺牲运算速度的前提下,将时钟频率降低到原来的1/3。
特别是MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机、内部采用了锁相倍频技术,将外部时钟除至32KHZ,而内部总线速度却提高到8MHZ,甚至更高。
3)、EFT技术随着超大规模集成电路的发展,单片机内部的抗干扰技术也在不断进步。
MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机,采用EFT技术进一步提高了单片机的抗干扰能力,当振荡电路的正弦波信号受到外界干扰时,其波形上会叠加一些毛刺。
若以施密特电路对其整形时,这种毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟信号。
什么是电路的抗干扰能力和抗干扰设计
什么是电路的抗干扰能力和抗干扰设计电路的抗干扰能力和抗干扰设计电路的抗干扰能力指的是电子设备在外界干扰因素存在的情况下,保持正常工作及抵御干扰的能力。
而抗干扰设计则是为了提高电路的抗干扰能力而进行的一系列设计措施。
一、电路的抗干扰能力电路的抗干扰能力是衡量电子设备质量的重要指标之一。
在现代社会中,各种电子设备广泛应用,而电磁干扰、射频干扰、静电干扰等各种干扰源也与日俱增。
因此,提高电路的抗干扰能力显得尤为重要。
一个具有较强抗干扰能力的电路能够在外界环境干扰的条件下,仍能够保持正常的信号传输和处理。
电路的抗干扰能力取决于电路的结构和设计,以及所选取的电子元器件的特性。
抗干扰能力受到以下几个方面的影响:1. 电路布局与引导:合理的电路布局和引导可以有效地降低干扰的传播和影响范围。
例如,将信号线和电源线进行分离布局,采用地线和屏蔽层等手段隔离敏感电路和外界干扰源。
2. 电磁兼容性设计:采用合适的电磁兼容性设计方法,如合理选择滤波器、隔离器、衰减器等元器件,可以有效防止电磁干扰。
3. 电路接地与屏蔽:良好的接地和屏蔽设计能够减小电路对外界干扰的敏感度,提高抗干扰能力。
4. 选择合适的元器件:选用具有较好抗干扰性的元器件,如抗干扰电容、抗干扰电感等,能够提高电路的抗干扰能力。
二、抗干扰设计为了提高电路的抗干扰能力,需要进行抗干扰设计。
1. 电路板布局设计:电路板布局应合理,确保信号线和电源线的分离,减小信号线的长度,避免相互干扰。
同时,还要根据电路的特点将敏感电路放置在较远距离的位置。
2. 确保良好的接地:良好的接地能够降低电路的接地电阻,减小电流环路面积,从而减小由于接地电阻引起的环路干扰。
3. 使用屏蔽材料与屏蔽结构:对于对外界辐射敏感的电路,可以采用屏蔽箱、屏蔽壳等屏蔽结构来减小外界干扰的影响。
此外,还可以使用金属屏蔽罩、屏蔽盖等屏蔽材料来避免信号的外泄。
4. 使用滤波器与隔离器:在电路中添加滤波器和隔离器可以有效地抑制高频干扰和地回路干扰。
PCB及电路抗干扰措施
PCB及电路抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中常见的一种基础组件,用于支撑和连接电子元器件。
在设计和制造PCB时,为了保证电路的稳定性和可靠性,需要采取一系列的抗干扰措施。
首先,对于信号线的定位和布线需要谨慎考虑。
对于高频信号线和低频信号线,应尽量避免在布线过程中产生交叉和平行,同时应尽量使信号线和地线、电源线保持一定的间距,减小相互之间的干扰。
其次,对于电源线的设计,应采取合适的滤波措施。
通过设置电源滤波器,可以有效地滤除电源线上的高频噪声,保证电路的稳定供电。
此外,应尽量避免共地和共电源现象的产生,即将高频和低频电源线分开布局,减少相互之间的相互干扰。
另外,在PCB的设计中,需要合理规划和设置地面层。
地面层在PCB上起到了很重要的作用,可以提供稳定的工作参考电平,同时还可以起到屏蔽和散热的作用。
在地面层设计中,可以采取大面积连接的方式,将地面层与信号层、电源层等连接起来,形成一个完整的电流环路,减少干扰的产生。
此外,在PCB的布局和连接中,还可以采取差分信号传输技术。
差分信号传输是一种通过两个相反但幅度相等的信号进行数据传输的方式,可以有效抵消传输过程中的共模干扰和噪声。
对于差分信号线,需要尽量保持两条信号线的长度、间距和走线方式一致,减小差分信号线之间的不平衡和失配。
此外,在PCB的设计过程中,还可以采用屏蔽罩和屏蔽设备来进行电磁屏蔽。
屏蔽罩通常由导电材料制成,可以用于保护敏感的设备和信号线不受来自外部的电磁干扰。
同时,在PCB上的敏感电路和元器件周围,可以设置合适的屏蔽罩或屏蔽设备,进一步提高电路的抗干扰性能。
最后,还可以通过设计适当的接地和继电器等控制装置来提高PCB的抗干扰能力。
良好的接地设计可以减少接地回路的阻抗,提供稳定的接地参考电平。
通过合理选择和设计继电器,可以实现对敏感电路的切断和隔离,避免干扰源对电路的影响。
综上所述,PCB及电路的抗干扰措施涉及信号线的布线定位、电源线的滤波设计、地面层的设置、差分信号传输、屏蔽设备的应用、接地设计和继电器等。
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电路板怎样进行抗干扰设计?抗干扰设计的基本任务是系统或装置既不因外界电磁干扰影响而误动作或丧失功能,也不向外界发送过大的噪声干扰,以免影响其他系统或装置正常工作。
因此提高系统的抗干扰能力也是该系统设计的一个重要环节。
系统抗干扰设计抗干扰问题是现代电路设计中一个很重要的环节,它直接反映了整个系统的性能和工作的可靠性。
在飞轮储能系统的电力电子控制中,由于其高压和低压控制信号同时并存,而且功率晶体管的瞬时开关也产生很大的电磁干扰,因此提高系统的抗干扰能力也是该系统设计的一个重要环节。
形成干扰的主要原因有如下几点:1)干扰源,是指产生干扰的元件、设备或信号,用数字语言描述是指du/dt、di/dt大的地方。
干扰按其来源可分为外部干扰和内部干扰:外部干扰是指那些与仪表的结构无关,由使用条件和外界环境因素决定的干扰,如雷电、交流供电、电机等;内部干扰是由仪表结构布局及生产工艺决定的,如多点接地造成的电位差引起的干扰、寄生振荡引起的干扰、尖峰或振铃噪声引起的干扰等。
2)敏感器件,指容易被干扰的对象,如微控制器、存贮器、A/D转换、弱信号处理电路等。
3)传播路径,是干扰从干扰源到敏感器件传播的媒介,典型的干扰传播路径是通过导线的传导、电磁感应、静电感应和空间的辐射。
抗干扰设计的基本任务是系统或装置既不因外界电磁干扰影响而误动作或丧失功能,也不向外界发送过大的噪声干扰,以免影响其他系统或装置正常工作。
其设计一般遵循下列三个原则:抑制噪声源,直接消除干扰产生的原因;切断电磁干扰的传播途径,或者提高传递途径对电磁干扰的衰减作用,以消除噪声源和受扰设备之间的噪声耦合;加强受扰设备抵抗电磁干扰的能力,降低噪声敏感度。
目前,对系统的采用的抗干扰技术主要有硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。
1)硬件抗干扰技术的设计。
飞轮储能系统的逆变电路高达20kHz的载波信号决定了它会产生噪声,这样系统中电力电子装置所产生的噪声和谐波问题就成为主要的干扰,它们会对设备和附近的仪表产生影响,影响的程度与其控制系统和设备的抗干扰能力、接线环境、安装距离及接地方法等因素有关。
转换器产生的PWM信号是以高速通断DC电压来控制输出电压波形的。
急剧的上升或下降的输出电压波包含许多高频分量,这些高频分量就是产生噪声的根源。
虽然噪声和谐波都对电子设备运行产生不良影响,但是两者还是有区别的:谐波通常是指50次以下的高频分量,频率为2~3kHz;而噪声却为10kHz甚至更高的高频分量。
噪声一般要分为两大类:一类是由外部侵入到飞轮电池的电力电子装置,使其误动作:另一类是该装置本身由于高频载波产生的噪声,它对周围电子、电信设备产生不良影响。
减低噪声影响的一般办法有改善动力线和信号线的布线方式,控制信号用的信号线必须选用屏蔽线,屏蔽线外皮接地。
为防止外部噪声侵入,可以采取以下的措施:使该电力电子装置远离噪声源、信号线采取数字滤波和屏蔽线接地。
噪声的衰减技术有如下几点:①电线噪声的衰减的方法:在交流输入端接入无线电噪声滤波器;在电源输入端和逆变器输出端接入线噪声滤波器,该滤波器可由铁心线圈构成;将无线电噪声滤波器和线噪声滤波器联合使用;在电源侧接人LC 滤波器。
②逆变器至电机配线噪声辐射衰减,可采取金属导线管和金属箱通过接地来切断噪声辐射。
③飞轮电力电子装置的辐射噪声的衰减,通常其噪声辐射是很小的,但是如果周围的仪器对噪声很敏感,则应把该装置装入金属箱内屏蔽起来。
对于模拟电路干扰的抑制,由于电路中有要测量的电流、电压等模拟量,其输出信号都是微弱的模拟量信号,极易受干扰影响,在传输线附近有强磁场时,信号线将有较大的交流噪声。
可以通过在放大器的输入、输出之间并联一个电容,在输入端接入有源低通滤波器来有效地抑制交流噪声。
此外,在A/D变换时,数字地线和模拟电路地线分开,在输入端加入箝位二极管,防止异常过压信号。
而数字电路常见的干扰有电源噪声、地线噪声、串扰、反射和静电放电噪声。
为抑制噪声,应注意输入与输出线路的隔离,线路的选择、配线、器件的布局等问题。
输入信号的处理是抗干扰的重要环节,大量的干扰都是从此侵入的。
一般可以从以下几个方面采取措施:①接点抖动干扰的抑制;多余的连接线路要尽量短,尽量用相互绞合的屏蔽线作输入线,以减少连线产生的杂散电容和电感;避免信号线与动力线、数据线与脉冲线接近。
②采用光电隔离技术,并且在隔离器件上加RC电路滤波。
③认真妥善处理好接地问题,如模拟电路地与数字电路地要分开,印制板上模拟电路与数字电路应分开,大电流地应单独引至接地点,印制板地线形成网格要足够宽等。
软件抗干扰技术除了硬件上要采取一系列的抗干扰措施外,在软件上也要采取数字滤波、设置软件陷阱、利用看门狗程序冗余设计等措施使系统稳定可靠地运行。
特别地,当储能飞轮处于某一工作状态的时间较长时,在主循环中应不断地检测状态,重复执行相应的操作,也是增强可靠性的一个方法。
电路板设计由于DSP、CPU等芯片工作频率较高,即使电路原理图设计正确,若印制电路板设计不当,也会对芯片的可靠性产生不利影响。
例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。
因此,在设计印制电路板时,应注意采用正确的方法。
1)地线设计。
在电路中,接地是控制干扰的重要方法,如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。
在一块电路板上,DSP、CPU同时集成了数字电路和模拟电路,设计电路板时,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。
尽量加粗接地线,同时将接地线构成闭环路。
2)配置去耦电容。
在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。
例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。
配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是DSP电路板的可靠性设计的一种常规做法:电源输人端可跨接一个10~100μF的电解电容器;为每个集成电路芯片配置一个0.01 μF的陶瓷电容器;对于关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应在芯片的电源线和地线间直接接入去耦电容。
注意去耦电容的引线不能过长,特别是高频旁路电容不能带引线。
大多数资料有提到过,去耦电容就近放置,是从减小回路电感的角度去谈及摆放问题,其实还有一个原则就是去耦半径的问题,如果电容离芯片位置较远,超过去耦半径,会起不到去耦效果。
考虑去耦半径的最好办法就是考察噪声源和电容补偿电流之间的相位关系。
当芯片对电流的需求发生变化时,会在电源平面的一个很小的局部区域内产生电压扰动,电容要补偿这一电流(电压),就必须感知到这一电压扰动。
信号在介质中传播需要一定的时间,因此发生局部电压扰动到电容感知到需要有一定的时间延迟,因此必然造成噪声源和电容补偿电流之间的相位上的不一致。
特定的电容,对与它自谐振频率相同的噪声补偿效果最好,我们以这个频率来衡量这种相位关系。
当扰动区到电容的距离到达时,补偿电流的相位为和噪声源相位刚好差180°,即完全反相,此时补偿电流不再起作用,去耦作用失效,补偿的能量无法及时送达,为了能有效传递补偿能量,应使噪声源和补偿电流之间的相位差尽可能的小,最好是同相位的。
距离越近,相位差越小,补偿能量传递越多,如果距离为0,则补偿能量百分之百传递到扰动区,这就要求噪声源距离电容尽可能得近。
对于大电容,因为其谐振频率很低,对应的波长非常长,因为去耦半径很大,所以不用去怎么关心大电容在电路板上的放置位置的原因,对于小电容,因为去耦半径很小,需要靠近去耦的芯片。
3)电路板器件的布置。
在器件布置方面与其他逻辑电路一样,应把相互有关的器件尽量放得靠近些,这样可以获得较好的抗噪声效果。
时钟发生器、晶振和CPU的时钟输人端都易产生噪声,这些器件要相互靠近些,同时远离模拟器件。
电路抗干扰设计原则汇总:1.电源线的设计(1)选择合适的电源(2)尽量加宽电源线(3)保证电源线、底线走向和数据传输方向一致(4)使用抗干扰元器件(5)电源入口添加去耦电容(10~100uf)2.地线的设计(1)模拟地和数字地分开(2)尽量采用单点接地(3)尽量加宽地线(4)将敏感电路连接到稳定的接地参考源(5)对pcb板进行分区设计,把高带宽的噪声电路与低频电路分开(6)尽量减少接地环路(所有器件接地后回电源地形成的通路叫“地线环路”)的面积3.元器件的配置(1)不要有过长的平行信号线(2)保证pcb的时钟发生器、晶振和cpu的时钟输入端尽量靠近,同时远离其他低频器件(3)元器件应围绕核心器件进行配置,尽量减少引线长度(4)对pcb板进行分区布局(5)考虑pcb板在机箱中的位置和方向(6)缩短高频元器件之间的引线4.去耦电容的配置(1)每10个集成电路要增加一片充放电电容(10uf)(2)引线式电容用于低频,贴片式电容用于高频(3)每个集成芯片要布置一个0.1uf的陶瓷电容(4)对抗噪声能力弱,关断时电源变化大的器件要加高频去耦电容(5)电容之间不要共用过孔(6)去耦电容引线不能太长5.降低噪声和电磁干扰原则(1)尽量采用45°折线而不是90°折线(尽量减少高频信号对外的发射与耦合)(2)用串联电阻的方法来降低电路信号边沿的跳变速率(3)石英晶振外壳要接地(4)闲置不用的们电路不要悬空(5)时钟垂直于IO线时干扰小(6)尽量让时钟周围电动势趋于零(7) IO驱动电路尽量靠近pcb的边缘(8)任何信号不要形成回路(9)对高频板,电容的分布电感不能忽略,电感的分布电容也不能忽略(10)通常功率线、交流线尽量在和信号线不同的板子上6.其他设计原则(1)CMOS的未使用引脚要通过电阻接地或电源(2)用RC电路来吸收继电器等原件的放电电流(3)总线上加10k左右上拉电阻有助于抗干扰(4)采用全译码有更好的抗干扰性(5)元器件不用引脚通过10k电阻接电源(6)总线尽量短,尽量保持一样长度(7)两层之间的布线尽量垂直(8)发热元器件避开敏感元件(9)正面横向走线,反面纵向走线,只要空间允许,走线越粗越好(仅限地线和电源线)(10)要有良好的地层线,应当尽量从正面走线,反面用作地层线(11)保持足够的距离,如滤波器的输入输出、光耦的输入输出、交流电源线和弱信号线等(12)长线加低通滤波器。
走线尽量短截,不得已走的长线应当在合理的位置插入C、RC、或LC低通滤波器。
(13)除了地线,能用细线的不要用粗线。
7.布线宽度和电流一般宽度不宜小于0.2.mm(8mil)在高密度高精度的pcb上,间距和线宽一般0.3mm(12mil)当铜箔的厚度在50um左右时,导线宽度1~1.5mm(60mil) = 2A公共地一般80mil,对于有微处理器的应用更要注意8.电源线尽量短,走直线,最好走树形,不要走环形9.布局首先,要考虑PCB尺寸大小。