PCB 布板及其注意事項

2022-09-11 23:06:18 字數 3035 閱讀 9016

在高速邏輯電路裡,這類問題特別脆弱,原因很多:

1、電源與地線的阻抗隨頻率增加而增加,公共阻抗耦合的發生比較頻繁;

2、訊號頻率較高,通過寄生電容耦合到步線較有效,串擾發生更容易;

3、訊號迴路尺寸與時鐘頻率及其諧波的波長相比擬,輻射更加顯著。

4、引起訊號線路反射的阻抗不匹配問題。

1、五一五規則,即時鐘頻率到5mhz或脈衝上公升時間小於5ns,則pcb板須採用多層板。

2、不同電源平面不能重疊。

3、公共阻抗耦合問題。

由於地平面電流可能由多個源產生,感應雜訊可能高過模電的靈敏度或數電的抗擾度。

解決辦法:

①模擬與數位電路應有各自的迴路,最後單點接地;

②電源線與迴線越寬越好;

③縮短印製線長度;

④電源分配系統去耦。

4、減小環路面積及兩環路的交鏈面積。

5、乙個重要思想是:pcb上的emc主要取決於直流電源線的z

1、 晶振盡可能靠近處理器

2、 模擬電路與數位電路佔不同的區域

3、 高頻放在pcb板的邊緣,並逐層排列

4、 用地填充空著的區域

1、電源線與迴線盡可能靠近,最好的方法各走一面。

2、為模擬電路提供一條零伏迴線,訊號線與回程線小與5:1。

3、針對長平行走線的串擾,增加其間距或在走線之間加一根零伏線。

4、手工時鐘佈線,遠離i/o電路,可考慮加專用訊號回程線。

5、關鍵線路如復位線等接近地迴線。

6、為使串擾減至最小,採用雙面#字型佈線。

7、高速線避免走直角。

8、強弱訊號線分開。

1、遮蔽 > 模型:

遮蔽效能se(db)=反射損耗r(db)+吸收損耗a(db)

高頻射頻遮蔽的關鍵是反射,吸收是低頻磁場遮蔽的關鍵機理。

2、工作頻率低於1mhz時,雜訊一般由電場或磁場引起,(磁場引起時干擾,一般在幾百赫茲以內),1mhz以上,考慮電磁干擾。單板上的遮蔽實體包括變壓器、感測器、放大器、dc/dc模組等。更大的涉及單板間、子架、機架的遮蔽。

3、 靜電遮蔽不要求遮蔽體是封閉的,只要求高電導率材料和接地兩點。電磁遮蔽不要求接地,但要求感應電流在上有通路,故必須閉合。磁遮蔽要求高磁導率的材料做 封閉的遮蔽體,為了讓渦流產生的磁通和干擾產生的磁通相消達到吸收的目的,對材料有厚度的要求。高頻情況下,三者可以統一,即用高電導率材料(如銅)封閉並接地。

4、對低頻,高電導率的材料吸收衰減少,對磁場遮蔽效果不好,需採用高磁導率的材料(如鍍鋅鐵)。

5、磁場遮蔽還取決於厚度、幾何形狀、孔洞的最大線性尺寸。

6、磁耦合感應的雜訊電壓un=jwb.a.coso=jwm.i1,(a為電路2閉合環路時面積;b為磁通密度;m為互感;i1為干擾電路的電流。降低雜訊電壓,有兩個途徑,對接收電路而言,b、a和cos0必須減小;對干擾源而言,m和i1必須減小。雙絞線是個很好例子。它大大減小電路的環路面積,並同時在絞合的另一根芯線上產生相反的電動勢。

7、防止電磁洩露的經驗公式:縫隙尺寸

2、好的接地方式:樹形接地

3、訊號電路遮蔽罩的接地。

接地點選在放大器等輸出端的地線上。

4、對電纜遮蔽層,l< 0.15λ時,一般均在輸出端單點接地。l<0.15λ時,則採用多點接地,一般遮蔽層按0.05λ或0.1λ間隔接地。混合接地時,一端遮蔽層接地,一端通過電容接地。

5、對於射頻電路接地,要 求接地線盡量要短或者根本不用接線而實現接地。最好的接地線是扁平銅編織帶。當地線長度是λ/4波長的奇數倍時,阻抗會很高,同時相當λ/4天線,向外輻射干擾訊號。

6、單板內數字地、模擬地有多個,只允許提供乙個共地點。

7、接地還包括當用導線作電源迴線、搭接等內容。

1、選擇emi訊號濾波器濾除導線上工作不需要的高頻干擾成份,解決高頻電磁輻射與接收干擾。它要保證良好接地。分線路板安裝濾波器、貫通濾波器、聯結器濾波器。從電路形式分,有單電容型、單電感型、l型、π型。π型濾波器通帶到阻帶的過渡效能最好,最能保證工作訊號質量。

乙個典型訊號的頻譜:

2、選擇交直流電源濾波器抑制內外電源線上的傳導和輻射干擾,既防止emi進入電網,危害其它電路,又保護裝置自身。它不衰減工頻功率。dm(差摸)干擾在頻率 < 1mhz時佔主導地位。cm在》 1mhz時,佔主導地位。

3、使用鐵氧體磁珠安裝在元件的引線上,用作高頻電路的去耦,濾波以及寄生振盪的抑制。

4、盡可能對晶元的電源去耦(1-100nf),對進入板極的直流電源及穩壓器和dc/dc轉換器的輸出進行濾波(uf)。

注意減小電容引線電感,提高諧振頻率,高頻應用時甚至可以採取四芯電容。電容的選取是非常講究的問題,也是單板emc控制的手段。

單板的干擾抑制涉及的面很廣,從傳輸線的阻抗匹配到元器件的emc控制,從生產工藝到紮線方法,從編碼技術到軟體抗干擾等。乙個機器的孕育及誕生實際上是emc工程。最主要需要工程師們設計中注入emc意識。在實驗測試過程中,我們常遇到這樣的情況:雖然設計工程師在裝置電源線上接了電源濾波器,但是該裝置還是不能通過"傳導騷擾電壓發射"測試,工程師懷疑濾波器的濾波效果不好,不斷更換濾波器,仍不能得到理想的效果。

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