印刷電路板的設計原理和抗干擾措施印刷電路板(PCBS)是電子產品中電路元件和器件的支撐部件。它提供電路組件和設備之間的電氣連接。隨著電力技術的快速發展,PGB的密度不斷增加。 PCB設計對抗干擾能力有很大影響。因此,在執行PCB設計時。
必須遵守PCB設計的一般原則,并應滿足抗干擾設計的要求。
PCB設計的一般原則為了使電子電路獲得最佳性能,元件的結構和導線的布局非常重要。為了設計出質量好,成本低的PCB。
應遵循以下一般原則:
1.布局首先,考慮PCB尺寸的大小。當PCB尺寸過大時,印刷線路長,阻抗增大,抗噪聲能力下降,成本也增加,太小,散熱不好,相鄰線路容易受到干擾。確定PCB尺寸后。然后確定特殊組件的位置。
最后,根據電路的功能單元,布置電路的所有組件。
在確定特殊部件的位置時應遵循以下原則:(1)盡可能縮短高頻部件之間的連接,并盡量減少其分布參數和相互之間的電磁干擾。
易受干擾的組件不能彼此靠得太近,輸入和輸出組件應盡可能遠離。 (2)某些元件或導體之間可能存在較高的電位差,應增加它們之間的距離,以免導致意外短路。
高壓元件應盡可能安排在手的調試中不易到達的地方。 (3)重量超過15g的部件應用支架固定,然后焊接。那些大而重的元件的熱量不應該安裝在印刷電路板上,而應該安裝在機器底板上,并應考慮散熱問題。
熱元件應遠離加熱元件。 (4)對于電位器,可調電感線圈,可變電容器,微動開關等可調元件的布置應考慮到整機的結構要求。
在機內調整的情況下,應將其放置在印刷板上以便于調整位置,在機器外調整的情況下,其位置應與機箱面板上的調整旋鈕位置相對應。
(5)應將打印扳手定位孔和固定支架占據的位置放在一邊。根據電路的功能單元。
在布置電路的所有組件時,必須滿足以下原則:
(1)根據電路的流量布置每個功能電路單元的位置,使布局易于信號流動,并使信號保持在盡可能相同的方向。 (2)以每個功能電路的核心部件為中心,圍繞它進行布局。元件應均勻,整齊,緊湊地布置在PCB上。
最大限度地減少和縮短組件之間的引線和連接。 (3)高頻工作的電路應考慮元件之間的分配參數。通用電路應盡可能并聯組件。這樣,不僅美觀。易于安裝和焊接。
易于批量生產。 (4)元件位于電路板的邊緣,從電路板的邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀是矩形。長寬比為3:2至4:3。當電路板表面尺寸大于200x150mm時。
應考慮電路板的機械強度。
2。
布線
接線原理如下:(1)輸入和輸出端使用的導線應盡量避免相鄰的并聯。
最好在地線之間加線,以免發生反饋耦合。 (2)印刷線的最小寬度主要取決于線和絕緣基底之間的粘合強度和流過它們的電流值。當銅箔厚度為0.05mm,寬度為1~15mm時。用2A電流,溫度不會高于3℃,所以。線寬為1.5mm,以滿足要求。對于集成電路,尤其是數字電路,通常選擇0.02~0.3mm線的寬度。當然,只要你允許,仍然盡可能使用寬線。特別是電源線和地線。在最壞的情況下,導線的最小間距主要由線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。
對于集成電路,尤其是數字電路,只要工藝允許,間距可以小到5~8mm。 (3)拐角處的印刷線通常呈圓弧形,高頻電路中的直角或角度會影響電氣性能。另外,盡量避免使用大面積銅箔,否則。當長時間加熱時,容易發生銅箔膨脹和脫落的現象。當必須使用大面積的銅箔時,最好使用光柵形狀。
這有利于從銅箔和基板之間的粘合劑的熱量中除去揮發性氣體。
3.焊接板焊盤的中心孔略大于器件引線的直徑。焊板太大容易形成虛焊。墊d的外徑通常不小于(d + 1.2)mm,其中D是引導孔。
對于高密度數字電路,焊盤的最小直徑是理想的(d + 1.0)mm。
PCB和電路抗干擾措施
印刷電路板的抗干擾設計與具體電路密切相關,這里只是對PCB抗干擾設計的幾個常用措施做一些解釋。
1.電源線設計根據印刷電路板電流的大小,盡可能增加電源線的寬度,減小回路電阻。
同時,電源線的方向,地線和數據傳輸是一致的,這有助于增強抗噪聲能力。 2。
地線設計
地面線設計的原則是:(1)數字地與模擬地點分開。如果電路板上有邏輯電路和線性電路,它們應盡可能保持分開。低頻電路應盡量使用單點并接地,實際接線困難可以部分連接然后接地。
高頻電路應采用多點串聯接地,地線應短而租,高頻元件盡量用光柵大面積貼膜。 (2)接地線應盡可能粗。如果接地線使用非常造型線,則接地電位隨電流變化,導致抗噪聲性能下降。因此,接地線應加厚,使其能夠通過印刷電路板上允許電流的三倍。
如果可能,接地線應在2~3mm以上。 (3)接地線構成閉環。
僅由數字電路組成的印刷電路板及其接地電路大多能夠通過形成組環來提高其抗噪聲能力。
3.去耦電容配置
PCB設計的一般做法是在印刷電路板的每個關鍵部分配置適當的去耦電容。
去耦電容的一般配置原則是:(1)在電源輸入端跨越10~100uf的電解電容器。
如果可能的話,最好超過100uF。
(2)原則上,每個IC芯片應布置一個0.01pF的瓷電容器,如果印刷電路板的間隙不足,可以為每個4~8個芯片安排一個1~10pf的電容器。
(3)對于具有弱抗噪能力和關閉時大電源變化的設備,如RAM和ROM存儲設備,去耦電容應直接連接在電源線和芯片的地線之間。
(4)電容引線不能太長,特別是高頻旁路電容不能有引線。
此外,還應注意以下兩點:(1)印刷電路板上有接觸器,繼電器,按鈕和其他組件時。當操作它們時,產生大的火花放電,并且必須通過使用圖中所示的RC電路來吸收放電電流。
一般R需要1~2k,c需要2.2~47uf。 (2)CMOS具有高輸入阻抗并且是可接受的能夠感應,因此在使用結束時接地或插入。