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PCB抗干扰技术
杨飞
(榆林学院陕西榆林719000)
数事费与应用
摘要:PCB程控系统中干扰是一个十分复杂的问题,在干扰犹设计中应综合考虑各方面素,余取相应措施来减小干扰,而接地技水就是抑制噪声和防止干扰的重要手我之一
关键词:PCB接地设计抗干扰布线去耦电容
中图分类号:TN972
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2012)05-0230-01
PCB板又称印刷电路板,英文简称PCB(printedcircuit board),是电子元器件电气连接的提供者。采用PCB可以大大减少布线和装配的差错,提高自动化水平和生产劳动率,随着电子技术的飞速发展,PCB密度越来越高,因此它设计的好坏对抗于扰能力有巨大
的影响。所以研究PCB抗于扰措施具有十分重要的现实意义。 1、PCB抗干扰设计
为增强PCB的可靠性、稳定性,确保PCB获得最佳性能,在PCB 设计方面应充分考虑电磁兼容性EMC,即抗干扰技术。
1.1去耦电客的配置
(1)电源输入端跨接10uF-100uF的电解电容器。如有可能,接 100uF以上更好
(2)原则上每个集成电路芯片部应安置一个0.01uF的陶瓷电容器。如有印制电路空下装不下时,可每4个一10个芯片安置一个1uF-10uF
“钼电容器。它的高频阻抗特别小,在500KHz
的限噪声用电容器
20KHz范围内阻抗小于1欧姆,而且漏电流也小(0.5uA以下)。
(3)对于抗噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM RAM存储器件,应在芯片的电源端和地间直接接人去揭电容,
(4)电容引线不能太长,特别是高频旁路电容不能带引线。 1.2接地设计
所谓接地就是将某点与一个等电位点或等电位面之间用低电压电阻导体连接起来构成一个基准电位。地线结构有系统地,机壳地(屏蔽地)、数字地、负载地、模拟地、信号地等。接地是抑制干扰的重要方法。如果能将接地与屏蔽正确结合,将
对抑制于扰起很大的作用。
1.2.1草点楼地与多点楼地在低额系统电路中,信号的工作
频率小于1Mhz时,它的布线和元器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因面屏藏线采用单点并联接地(如图1)。由于单点申联型接地会出现电位差,它降低设备干扰度,是出现误动作的原因之一
电路 R1
电路2 R2
电路3 R3
因避免使用。
图1
当信号工作额率大于10Mhz时,地线阻变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,所以采用就近多点接地法(如图2),当工作频率处于
110Mhz之间的系统,可采用单点接地方式,但地线长度应小于波长的1/20。(如图1)
当信号工作额率大于 10Mhz时,地线阻变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,所以采用就近多点接地法(如图2)。当工作额率处于1"10Mhz之间的系统,可采用单点接地方式,但地线长度应小于波长的1/20。(如围2)
1.2.2接地线、电源线应
电路 Ri 1.1
4路2 R2 122
电路3 R3[.38
尽量加教
图2
若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,信号不稳定,抗噪声干扰能力变坏。因此,地线通常比电源线宽,她们的关系为地 230
线>电源线>信号线。通常信号线宽为0.2一0.3mm,最细宽度为0 05-0.07mm,电源线为1.2-2.5mm。同时电源线.地线的走向应与数据传递的方向一致,这将有助于增强抗噪声能力。
1.2.3接地依构或用环因路
当信号源和系统地都接地时,两者之间就构成了接地环路。由于大地电阻和地电流的影响,任何两个接地点的电位都不相等。通常信号源和系统之间的距离可达数M至数十M,此时这两个接地点之间电位差的影响将不容忽视。印刷版上有许多集成电路,尤其是遇到耗电多的元件时,因受到线条租细限制,地线产生电位差,抗噪声干扰能力下降,因此当只有数字电路组成的PCB接地时,将接地电路做成闭环路可明显地提高抗干扰能力。
1.2.4包合A/D或D/A转换器的单元印刷电路板上,既有模权电源,又有氢零电源
处理这些电源地线的原则:1.模拟地与数字地分设,通过不同的引脚与系统地相连,各个组件中模拟地和数字地引脚分别连到电路板上的模拟地和数字地线。2、模拟地线可用来隔离各个输人模拟信号之间以及输出和输人信号之间的有害耦合。通常可在需要的两个信号之间增设模拟地线。数字信号也可用数字地线进行隔离。
2、合理分配印刷电路板插脚
当印剧电路板插人个人计算机及S-100等总线扩展槽中使用时,为了抑制线间干扰,对PCB的插脚必须进行合理分配。例如:为了减小强信号输人线对强弱输入线的干扰,将输人,输出线分别置于印刷板的两侧,以减小信号线寄生电容的影响,达到一定的屏蔽作用。
3、其他
抗干扰技术与具体电路有关,要注意积累经验,例如
(1)单片机复位端子在强干扰现场会出现尖峰电压干扰,虽不会造成复位于扰,但可能改变部分寄存器状态,因此可以在“复位” 端配置0.01uF的去耦电容
(2)CMOS芯片的输人阻抗很高,易受感应,故在使用时,对不用的端子要接地或接正电源。
(3)按钮、继电器、接插件在操作时均会产生较大火花,必须利
用RC电路加以吸收。 4、
结语
PCB抗干扰技术所涉及的原则,不仅限于以上所述,实际中还应考虑PCB板上器件的布置符合器件之间电气干扰小,易于散热以及电路板内部导线之间出现的电客性干扰小等原则,通过多角度的综合考虑,增加PCB板的可靠性,稳定性,确保PCB板获得最佳性能。
参考文献
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[2]刘大茂.智能仪器愿理与设计[M].北京:国防工业出版社,2008. 251 ~257.
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