电子设备的灵敏度越来越高,这要求设备的抗干扰能力也越来越强,因此PCB设计也变得更加困难,如何提高PCB的抗干扰能力成为众多工程师们关注的重点问题之一。本文将介绍PCB设计中降低噪声与电磁干扰的一些小窍门。 下面是经过多年设计总结出来的,在PCB设计中降低噪声与电磁干扰的24个窍门: (1) 能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。 (2) 可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。 (3) 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。 (4) 使用满足系统要求的最低频率时钟。 在电子设备设计中,PCB(印制电路板)的设计起着至关重要的作用,尤其是在噪声与电磁干扰(EMI)的控制方面。随着设备灵敏度的提升,对PCB抗干扰能力的要求也在不断提高。以下是一些经过实践检验的降低PCB噪声与电磁干扰的24个设计窍门: 1. **选用低速芯片**:优先考虑使用低速芯片,只有在关键部位才使用高速芯片,因为高速芯片更容易产生噪声和干扰。 2. **电阻降速**:在控制电路上串联电阻可以减慢上下沿跳变速度,从而降低高速变化产生的电磁辐射。 3. **增加阻尼**:为继电器等动态器件提供适当的阻尼,减少开关瞬间产生的噪声。 4. **选择合适时钟频率**:使用能满足系统需求的最低频率时钟,以减少时钟信号产生的噪声。 5. **时钟位置靠近**:时钟产生器应尽可能靠近使用该时钟的器件,确保信号传输路径最短,减少噪声传播。 6. **时钟区域隔离**:用地线包围时钟区域,并确保时钟线尽可能短,以限制干扰的扩散。 7. **I/O驱动策略**:将I/O驱动电路布置在PCB边缘,使信号快速离开板子。对输入信号进行滤波处理,并在高噪声源附近加入终端电阻以减少反射。 8. **未使用端口管理**:MCD(微控制器)的未使用端口应接高电平、接地或设为输出,集成电路的电源地端应连接,避免悬空。 9. **闲置门电路处理**:闲置不用的门电路输入端不悬空,运放的正输入端接地,负输入端接输出端,以稳定电路状态。 10. **布线角度**:采用45度折线而非90度折线,以减少高频信号对外发射和耦合。 11. **分区设计**:根据频率和电流开关特性对PCB进行分区,噪声元件与非噪声元件保持足够距离。 12. **电源和地线设计**:单面板和双面板采用单点电源和接地,电源线和地线尽量粗,有条件时使用多层板以减少电源和地的寄生电感。 13. **敏感信号远离**:时钟、总线、片选信号远离I/O线和接插件,以减少干扰传播。 14. **模拟和数字电路分离**:模拟电压输入线、参考电压端远离数字电路,特别是在时钟附近。 15. **A/D器件布局**:A/D器件的数字部分和模拟部分保持一致,避免交叉布局。 16. **时钟线布局**:时钟线应垂直于I/O线,时钟元件的引脚远离I/O电缆,以减小干扰。 17. **元件引脚长度**:元件引脚尽量短,去耦电容引脚同样应尽量短,以缩短噪声路径。 18. **关键线路处理**:关键线路应尽量粗,并在其两侧加上保护地,高速线应短且直。 19. **避免平行干扰**:对噪声敏感的线不应与大电流、高速开关线平行,以防止噪声耦合。 20. **避免下方走线**:石英晶体下方及噪声敏感器件下方不要有走线。 21. **电流环路管理**:弱信号电路和低频电路周围避免形成电流环路,如无法避免,应尽量减小环路面积。 22. **避免环路形成**:所有信号线都应避免形成环路,必要时最小化环路区域。 23. **去耦电容配置**:每个集成电路附近放置一个去耦电容,电解电容旁加高频旁路电容,以滤除噪声。 24. **电容选择**:使用大容量的钽电容或聚酯电容作为储能电容,避免使用电解电容。如果使用管状电容,其外壳应接地。 这些技巧综合运用可以显著提高PCB设计的抗干扰性能,使得电子设备在复杂环境中也能稳定工作。通过精心设计,不仅可以降低噪声,还可以提高整体系统的可靠性。
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