PCB設計原則及抗干擾措施

印刷電路板 (PCB)是電子產品中電路元件和元器件的支撐。 它提供電路元件和設備之間的電氣連接。 隨著電氣技術的飛速發展,PGB的密度越來越高。 PCB設計的抗干擾能力有很大的不同。 因此,在PCB設計中。 必須遵循PCB設計的一般原則,並滿足抗干擾設計的要求。

印刷電路板

PCB設計的一般原則

元件和電線的佈局對於電子電路的最佳性能很重要。 對於良好的設計質量。 低成本的PCB應遵循以下一般原則:

1. 佈局

首先要考慮PCB尺寸過大。 PCB尺寸過大時,印製線長,阻抗增大,抗噪能力下降,成本增加。 太小,散熱不好,相鄰線路容易受到干擾。 確定PCB尺寸後。 然後找到特殊組件。 最後,根據電路的功能單元,對電路的所有元件進行佈局。

確定特殊元件的位置時應遵循以下原則:

(1)盡量縮短高頻元件之間的連線,盡量減少它們之間的分佈參數和電磁干擾。 易受干擾的元件之間不要太靠近,輸入和輸出元件應盡量遠離。

(2) 某些元件或導線之間可能存在高電位差,因此應增加它們之間的距離,以避免放電引起意外短路。 調試時應盡可能將高壓元件放置在用手不易觸及的地方。

(3) 重量超過 15g 的組件。 它應該被支撐然後焊接。 那些又大又重。 發熱量高的元器件不要裝在印製板上,而要裝在整機的機箱上,還要考慮散熱問題。 熱元件應遠離加熱元件。

(4)為電位器。 可調電感線圈。 可變電容器。 微動開關等可調元件的佈置應考慮整機的結構要求。 如果機器調整,應放在印製板上面容易調整的地方; 如果機器在室外調節,其位置應與底盤面板上的調節旋鈕的位置相適應。

(5) 應留出打印桿定位孔和固定支架所佔據的位置。

根據電路的功能單元。 電路所有元件的佈局應符合以下原則:

(1)按電路工藝安排各功能電路單元的位置,便於信號流向,盡量保持信號方向一致。

(2)以各功能電路的核心元件為中心,圍繞它進行佈局。 組件應該是統一的。 並且整潔。 緊密排列在PCB上。 盡量減少和縮短組件之間的引線和連接。

(3) 對於高頻工作的電路,應考慮元件間的分佈參數。 在一般電路中,元件應盡量並聯排列。 這樣,不僅美觀。 並且易於組裝和焊接。

(4) 位於電路板邊緣的元件,一般離電路板邊緣不小於2mm。 電路板的最佳形狀是矩形。 長寬比為3:20和4:3。 電路板尺寸大於200x150mm。 應考慮電路板的機械強度。

2. 接線

接線原則如下:

(1) 輸入輸出端盡量避免平行線。 線間最好加地線,避免反饋耦合。

(2) 印製導線的最小寬度主要由導線與絕緣基板之間的粘合強度和流過它們的電流值決定。

當銅箔厚度為0.05mm,寬度為1~15mm時。 通過2A的電流,溫度不會高於3℃,所以1.5mm的線寬就可以滿足要求了。 對於集成電路,尤其是數字電路,通常選擇0.02~0.3mm的線寬。 當然,使用盡可能寬的線。 尤其是電源線和地線。

導線的最小間距主要由最壞情況下導線間的絕緣電阻和擊穿電壓決定。 對於集成電路,尤其是數字電路,只要工藝允許,間距可以小到5~8mm。

(3)印製線彎曲一般採用圓弧,高頻電路中的直角或夾角會影響電氣性能。 另外,盡量避免使用大面積的銅箔,否則。 長時間加熱,銅箔容易膨脹脫落。 當必須使用大面積的銅箔時,最好使用網格。 這有利於去除銅箔與基板之間粘合時產生的熱量揮發氣體。

3.焊板

焊盤中心孔應略大於器件引線直徑。 過大的焊盤容易形成虛焊。 焊盤外徑D一般不小於(D+1.2)mm,其中D為引線孔徑。 對於高密度數字電路,焊盤的最小直徑是理想的(D +1.0)mm。

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密切相關。 這裡只介紹幾種PCB抗干擾設計的常用措施。

1. 電源線設計

根據印製電路板電流的大小,盡可能增加電源線的寬度,降低迴路電阻。 同時。 製作電源線。 地線方向與數據傳輸方向一致,有助於增強抗噪能力。

2. 地塊設計

地線設計的原則是:

(1) 數字地與模擬地分開。 如果電路板上既有邏輯電路又有線性電路,則盡可能將它們分開。 低頻電路的接地應盡量採用單點並聯接地。 實際接線困難時,可將部分電路串聯後再並聯接地。 高頻電路應採用多點串聯接地,接地應短而租,高頻元件周圍盡量用大面積的網格箔。

(2) 接地線應盡可能粗。 如果接地線很長,接地電位會隨著電流的變化而變化,從而降低抗噪聲性能。 因此,接地線應較粗,以便它可以通過印製板允許電流的三倍。 如果可能,接地電纜應大於 2mm 至 3mm。

(3)地線構成閉環。 大多數僅由數字電路組成的印製板可以提高接地電路的抗噪聲能力。

3.去耦電容配置

PCB 設計中的一種常見做法是在印製板的每個關鍵部分部署適當的去耦電容器。 去耦電容的一般配置原則是:

(1)電源輸入端接10~100uF的電解電容。 如果可能的話,最好連接100uF或以上。

(2)原則上每個IC芯片應配一個0.01pF的陶瓷電容。 如果印製板空間不夠,可以每1~10個芯片佈置一個4~8pF的電容。

(3)抗噪聲能力弱。 對於關機時功率變化較大的器件,如RAM.ROM存儲器件,去耦電容應直接接在芯片的電源線和地線之間。

(4)電容引線不能太長,特別是高頻旁路電容不能有引線。 此外,還應注意以下兩點:

(1)印製板中有接觸器。 中繼。 操作按鈕等元件時會產生大的火花放電,必須使用附圖所示的RC電路來吸收放電電流。 一般R為1~2K,C為2.2~47UF。

2CMOS 的輸入阻抗非常高且非常敏感,因此未使用的一端應接地或連接到正電源。