印刷电路板(PCB)的电磁兼容设计

印刷电路板 (PCB) is the support of circuit components and components in electronic products. It provides the electrical connection between circuit components and components. It is the most basic component of various electronic equipment, and its performance is directly related to the quality of electronic equipment. 随着信息社会的发展,各种电子产品经常一起工作,它们之间的干扰越来越严重。 因此,电磁兼容性成为电子系统正常运行的关键。 同样,随着电气技术的发展,PCB的密度也越来越高。 PCB设计的好坏对电路的抗干扰和抗干扰能力影响很大。 除了元器件的选择和电路设计之外,良好的PCB布线对于电子电路的最佳性能也是一个非常重要的电磁兼容性因素。

印刷电路板

Since the PCB is an inherent component of the system, enhancing electromagnetic compatibility in the PCB wiring does not incur additional costs to the final product completion. 然而,在印制电路板设计中,产品设计人员往往只注重提高密度、减少空间占用、制作简单,或者追求美观、均匀的布局,而忽略了电路布局对电磁兼容的影响,从而导致大一些信号辐射进入空间,形成骚扰。 不良的 PCB 布线会导致更多的 emc 问题,而不是它可以消除的问题。 在很多情况下,即使添加过滤器和组件也无法解决这些问题。 最终,整个电路板都必须重新布线。 因此,养成良好的PCB布线习惯是最划算的入手方式。

需要注意的一件事是,对于 PCB 布线没有严格的规则,也没有涵盖所有 PCB 布线的特定规则。 大多数PCB布线受到电路板尺寸和覆铜层数的限制。 某些可应用于一个电路但不能应用于另一个电路的接线技术取决于接线工程师的经验。 但是,有一些一般规则,将在下面讨论。

对于良好的设计质量。 低成本的PCB应遵循以下一般原则:

2. PCB上元件的布局

首先要考虑PCB尺寸太大。 PCB尺寸过大时,印制线长,阻抗增大,抗噪能力下降,成本增加。 太小,散热不好,相邻线路容易受到干扰。 确定PCB尺寸后。 然后找到特殊组件。 最后,根据电路的功能单元,对电路的所有元件进行布局。

A digital circuit in an electronic device. 模拟电路和电源电路的元器件布局和布线特性不同,它们产生的干扰和抑制干扰的方法也不同。 Also high frequency. 由于频率不同,低频电路的干扰和抑制干扰的方法也不同。 所以在元件布局上,应该是数字电路。 The analog circuit and the power supply circuit are placed separately to separate the high frequency circuit from the low frequency circuit. If there are conditions, they should be isolated or made into a circuit board separately. 此外,布局也应特别注意牢固。 Weak signal device distribution and signal transmission direction.

In printed board layout high speed. 对于中低速逻辑电路,元件的排列方式如图1-1所示。

与其他逻辑电路一样,元件应尽可能靠近放置,以达到更好的抗噪效果。 The position of components on the PRINTED circuit board should take full account of emi. 原则之一是使组件之间的引线尽可能短。 在布局方面,模拟信号部分、高速数字电路部分和噪声源部分(如继电器、大电流开关等)应适当分离,尽量减少它们之间的信号耦合,如图1所示-②。

Clock generator. Crystal oscillator and CPU clock input are prone to noise, to be closer to each other. Noisy devices. Low current circuit. 大电流电路应尽量远离逻辑电路。 如果可能,制作单独的电路板很重要。

2.1 The following principles shall be observed when determining the location of special components: (1) Shorten the connection between high-frequency components as far as possible, and try to reduce their distribution parameters and electromagnetic interference between each other. 易受干扰的元件之间不要太靠近,输入和输出元件应尽量远离。

(2) 某些元件或导线之间可能存在较高的电位差,因此应增加它们之间的距离,以避免放电引起意外短路。 调试时应尽可能将高压元件放置在用手不易触及的地方。

(3) 重量超过 15g 的组件。 它应该被支撑然后焊接。 那些又大又重。 发热量高的元器件不要装在印制板上,而要装在整机的机箱上,还要考虑散热问题。 热元件应远离加热元件。

(4)为电位器。 可调电感线圈。 可变电容器。 微动开关等可调元件的布置应考虑整机的结构要求。 如果机器调整,应放在印制板上面容易调整的地方; 如果机器在室外调节,其位置应与底盘面板上的调节旋钮的位置相适应。

(5)印制板定位孔和固定支架所占据的位置应留出。

2.2 电路各元件按电路功能单元布局应符合以下原则:

(1)按电路工艺安排各功能电路单元的位置,便于信号流向,尽量保持信号方向一致。

(2)以各功能电路的核心元件为中心,围绕它进行布局。 组件应该是统一的。 并且整洁。 PCB 上的紧凑排列,以最大限度地减少和缩短元件之间的引线和连接。 (3) 对于高频工作的电路,应考虑元件间的分布参数。 在一般电路中,元件应尽量并联排列。 这样,不仅美观,而且安装焊接方便,便于批量生产。

(4) 位于电路板边缘的元件,一般离电路板边缘不小于2mm。 电路板的最佳形状是矩形。 长宽比 3:2 或 4:3。 电路板尺寸大于200x150mm。 应考虑电路板的机械强度。

2.3 PCB元器件的一般布局要求:

必须布置电路元件和信号路径,以尽量减少不需要的信号的耦合:

(1)低电平电子信号通道不应靠近高电平信号通道和未经滤波的电源线,包括能产生瞬态过程的电路。

(2)将低电平模拟电路与数字电路分开,避开模拟电路。 数字电路和电源的公共回路产生公共阻抗耦合。

(3)高。 在里面。 低速逻辑电路使用 PCB 上的不同区域。

(4) 布置电路时应尽量减少信号线的长度

(5) 确保相邻板之间。 同一板的相邻层之间。 同层相邻电缆之间不要有过长的平行信号电缆。

(6) 电磁干扰 (EMI) 滤波器应尽可能靠近 EMI 源并放置在同一电路板上。

(7) DC/DC 转换器。 开关元件和整流器应尽可能靠近变压器放置,以尽量减少导线的长度

(8) 稳压元件和滤波电容尽量靠近整流二极管放置。

(9)印制板按频率和电流开关特性划分,噪声元素和非噪声元素应远离。

(10) 噪声敏感布线不应与大电流、高速开关线路平行。