
防止干扰问题是现代PCB设计中重要的一环,直接反映了整个系统的性能和动作的可靠性。PCB设计对于工程师来说,防止干扰设计是大家必须掌握的重点和难点。
PCB板中存在干扰
在实际研究中,发现PCB板的设计主要存在4个方面的干扰:电源噪声,传输线干扰,耦合,电磁干扰EMI。
1.电源噪声
在高频电路中,伴随电源的噪声对高频信号的影响尤其显著。因此,首先要求电源低噪声。在这里,干净的地方和干净的电源同样重要。
电源特性
2.传输线
PCB仅出现两个传输路径:带状线和微波线、传输线的最大问题是反射,反射引起许多问题,例如负载信号是原始信号和回波信号的叠加,增加信号分析的难度。反射引起回波损耗(返回),对信号的影响与加法噪声干扰的影响同样严重。
3.结合
干扰源所生成的干扰信号经由一定的耦合信道在电气控制系统中产生电磁干扰作用。
干扰的耦合方式无非是通过导线、空间、共线等作用于电控制系统。经分析,直接耦合,共阻抗耦合,电容耦合,电磁感应耦合,辐射耦合等主要有几个。
共通阻抗
4.电磁干扰EMI
电磁干扰EMI有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰意味着通过导电介质将一个电信号耦合(干扰)到另一个电信网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间将信号耦合(干扰)到另一个电网络。
在高速PCB和系统设计中,高频信号线、集成电路的销、各种接插件等成为具有天线特性的辐射干扰源,发射电磁波,可能影响其他系统或本系统中的其他子系统的正常操作。
PCB设计干扰防止措施
打印基板的干扰防止设计与具体的电路密切相关,接着对PCB干扰防止设计的几个一般的措施进行说明。
1.电源线设计
根据印刷电路板的电流大小,尽量增加电源线的宽度,减少回路电阻。同时,通过使电源线、地线的朝向与数据传输的方向一致,能够提高于增强噪声耐受性。
2.PCB设计接地设计原则
(1)模拟和数字分离。在电路板上有逻辑电路和线性电路的情况下,必须尽量分离。低频电路的接地尽量采用单点并联接地,实际布线困难时可以部分串联后并联接地。高频电路优选采用多点串联接地,地线应短租,高频元件的周围尽量使用格子状大面积的箔。
(2)尽量加粗接地线。当地线使用缝纫机线时,接地电位随着电流的变化而变化,抗噪性降低。因此,接地线必须加粗,以便能够通过印制板的3倍容许电流。如果可能,接地线应在2~3mm以上。
(3)接地线构成闭环。仅由数字电路构成印制板,其接地电路形成循环,常常提高噪声电阻能力。
3.莲藕容量配置
PCB设计现有方法之一是在印制板的各键部配置适当的莲藕容量。莲藕电容的一般配置原则是:
(1)电源输入端子跨越10~100uf的电解电容器。如果可能的话,最好连接100uF以上。
(2)原则上,各集成电路芯片应配置0.01pF的瓷器芯片容量,例如印制板如果间隙不足,则每4~8芯片可配置1~10pF的钽电容。
(3)RAM、ROM对于存储设备等噪声电阻弱、切断时电源变化大的设备,必须在芯片的电源线和地线之间直接连接莲藕容量。
(4)电容引线不得过长,特别是高频旁路容量不得有引线。
4.PCB设计中的电磁干扰的消除方法
(1)减小环:因为每个环对应于一个天线,所以需要尽可能减小环的数量、环的面积和环的天线效应。确认信号在任意两点中只有唯一的电路路径,避免人为循环,尽量使用电源层。
(2)滤波:可以对电源线和信号线进行滤波EMI,方法有3种:去耦电容、EMI滤波器、磁性元件。
过滤器类型
(3)屏蔽。
(4)尽可能降低高频设备的速度。
(5)增加PCB板的介电常数,能够防止靠近板的传输线等高频部分的外部辐射。通过增加PCB板的厚度,尽量减小微带线的厚度,可以防止电磁线的溢出,也可以防止放射线。
电子电路板设计能力
最高信号设计速度:10GbpsCML差分信号;
最大PCB设计层数:40层;
最小线宽:2.4mil;
最小间距:2.4mil;
最小BGA PIN间距:0.4mm;
最小机械孔直径:6mil;
最小激光钻头直径:4mil;
最大pIN数:;63000+
最大构成部品数:3600;
最大BGA数:48+。PCB设计服务流程
1.客户提供原理图咨询PCB设计;
2.根据原理图及客户设计要求评价报价;
3.客户确认报价,签订合同,预付项目预付款。
4.接受预付款,安排工程师设计;
5.设计完成后,向客户确认文件的截图。
6.客户确认OK,结算余额,提供资料PCB设计。