印制板设计是电子产品生产中的一个重要环节。随着电子技术的快速发展,PCB的密度越来越高,PCB设计的质量对抗干扰能力影响很大。如果设计不合理,会产生电磁干扰,影响电路的性能,甚至无法正常工作。
一、电磁干扰主要包括
平行导线之间存在电感效应、电阻效应、电导效应和互感效应。一根导线上不断变化的电流必然会影响到另一根导线,从而产生干扰。
2、印制板上的印刷线、板外连接线甚至元件引线都可能成为发射或接收干扰信号的天线。这在高频电路的PCB设计中尤其明显。
3、电路中的磁性元件,如扬声器、电磁铁、永磁表等产生的恒定磁场,以及变压器、继电器等产生的突发磁场,也会对印制板产生影响。
二、抑制电磁干扰的方法
电磁干扰不能完全避免,但可以采取一些措施抑制干扰强度,提高单元电路本身的抗干扰能力,在设计印制板时避免或减少干扰。
1、易干扰导线布局要点
一般低电平和高阻抗端子处的导线容易受到干扰,布线尽量短:输入输出端子处使用的导线尽量避免相邻和平行,导线之间最好加接地线,避免反馈耦合。平行线效应与长度成正比,布线应按信号方向顺序排列,避免迂回插入。远离干扰源,尽量远离电力线和高层电线:干扰源确实无法避免时,不能平行运行,双面板交叉通过,单面板飞。如图1所示。
2、避免电线形成线圈
印刷电路板上的环形导体相当于单匝线圈或环形天线,增强了电感效应和天线效应。接线时,尽可能避开回路区域。如图2所示。
3、反馈接线要点
反馈元件和导线连接输入和输出,接线不当容易引入干扰。
如图3所示放大器电路,因为反馈线穿过放大器的基极电阻。可能发生寄生耦合,这可能影响电路操作。图4所示电路布局将反馈元件置于中间,输出引脚远离前面的元件,以避免干扰。
4.设置屏蔽接地线
印制板中有几种形式的屏蔽地线:
(1)大面积屏蔽地线
如图5所示,屏蔽地线不能作为信号地线,只能用于屏蔽。
(2)专用线环
如图6所示,接地线围绕输入信号线敷设,以防止输入线受到干扰。这种屏蔽地线可以是单面的,双面的,也可以在另一层。
(3)屏蔽线
在高频电路中,印刷线的分布参数对信号的影响很大,阻抗匹配不容易,可以用专用屏蔽线进行局部连接,如图7所示。
电容引线不能太长,尤其是高频旁路电容。此外,还应该注意到:
(1)印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时,工作时会产生较大火花,必须采用RC电路吸收放电电流。一般r为1 ~ 2k,c为2.2~4.7F f.
(2)2)CMOS电路的输入阻抗很高,易感应,使用时不用的端子要接地或接正电源。
印刷电路板是电子产品最基本的部件,印刷电路板的干扰抑制是一项技术含量很高的工作,同时也需要大量的经验积累。只要在设计中遵循一些规律,注重经验和技术的积累和总结,就一定能设计出一款性能优异的PCB。
审计郭婷
标签:电路元件干扰