一些常见的PCB布局知识

一些常用的 PCB 布局方法

主要是线间串扰,影响因素:

直角布线

是否屏蔽线

阻抗匹配

长线驱动

降低输出噪音

原因是二极管反向电流突变和环路分布电感。 二极管结电容形成高频衰减振荡,滤波电容的等效串联电感削弱了滤波的作用,所以解决输出波形修正峰值干扰的办法是加小电感和高频电容。

印刷电路板

对于二极管,应考虑最大响应电压、最大正向电流、反向电流、正向压降和工作频率。

电源抗干扰的基本方法有:

交流稳压器和交流电源滤波器用于屏蔽和隔离电源变压器,压敏电阻用于吸收浪涌电压。 在供电质量要求很高的特殊情况下,可采用发电机组或逆变器供电,如在线式UPS不间断供电。 采用独立供电和分级供电。 每个 PCB 的电源和地之间连接一个去耦电容器。 电力变压器应采取屏蔽措施。 使用瞬态电压抑制器 TVS。 TVS是一种应用广泛的高效电路保护装置,可吸收高达数千瓦的浪涌功率。 TVS 对静电、过压、电网干扰、雷击、开关点火、电源反向和电机/电源噪声和振动特别有效。

多路模拟开关: 在测控系统中,被控量和被测回路往往是几路或几十路。 常见的A/D和D/A转换电路常用于多通道参数的A/D和D/A转换。 因此,常采用多路模拟开关来依次切换各受控或被测电路与A/D、D/A转换电路之间的通路,以达到分时控制和巡回检测的目的。 多路输入信号通过多路复用器以单端和差分连接的方式连接到放大器或A/D转换器,抗干扰能力强。

当多路复用器从一个通道切换到另一个通道时会发生瞬态,从而导致输出电压出现瞬态尖峰。 为了消除这种现象引入的误差,可以在多路复用器的输出端和放大器之间使用采样保持电路,或者采用软件延迟采样的方法。

多路转换器的输入端经常受到各种环境噪声的污染,尤其是共模噪声。 共模扼流圈连接到多路转换器的输入端,以抑制外部传感器引入的高频共模噪声。 转换器高频采样时产生的高频噪声不仅影响测量精度,还可能导致微控制器失控。 同时,由于单片机的高速性,对于多路转换器来说也是一个巨大的噪声源。 因此,单片机与A/D隔离之间应使用光电耦合器。

放大器: 放大器的选用一般采用不同性能的集成放大器。 在复杂恶劣的传感器工作环境中,应选用测量放大器。 它具有输入阻抗高、输出阻抗低、抗共模干扰能力强、温漂低、失调电压低、增益稳定等特点,因此被广泛用作弱信号监测系统中的前置放大器。 隔离放大器可用于防止共模噪声进入系统。 隔离放大器具有线性度和稳定性好、共模抑制比高、应用电路简单、放大增益可变等特点。 使用电阻传感器时可选择具有放大、滤波和激励功能的模块2B30/2B31。 是一款高精度、低噪音、功能齐全的电阻信号适配器。

高阻抗引入噪声: 高阻抗输入对输入电流很敏感。 如果来自高阻抗输入的引线靠近具有快速变化电压的引线(例如数字或时钟信号线),其中电荷通过寄生电容耦合到高阻抗引线,则会发生这种情况。

两根电缆之间的关系如图 7 所示。 图中,两条电缆之间的寄生电容值主要取决于电缆之间的距离(d)和两条电缆保持平行的长度(L)。 使用此模型,高阻抗布线中产生的电流等于:I=C dV/dt

其中:I为高阻走线电流,C为两块PCB走线间的电容值,dV为走线随开关动作的电压变化,dt为电压从一级变化到下一级所需的时间

在RESET脚串成一个20K的电阻,大大提高了抗干扰性能,这个电阻必须取决于CPU复位脚。