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如何降低噪声与电磁干扰

2005/05/29 09:36 于 PCB设计

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。

(5) 时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地。

(6) 用地线将时钟区圈起来,时钟线尽量短。

(7) I/O驱动电路尽量靠近印刷板边,让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波,从高噪声区来的信号也要加滤波,同时用串终端电阻的办法,减小信号反射。

(8) MCD无用端要接高,或接地,或定义成输出端,集成电路上该接电源地的端都要接,不要悬空。

(9) 闲置不用的门电路输入端不要悬空,闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端。
(10) 印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。

(11) 印制板按频率和电流开关特性分区,噪声组件与非噪声组件要距离再远一些。

(12) 单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗,经济是能承受的话用多层板以减小电源,地的容生电感。

(13) 时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。

(14) 模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线,特别是时钟。

(15) 对A/D类器件,数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。

(16) 时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小,时钟组件引脚远离I/O电缆。

(17) 组件引脚尽量短,去耦电容引脚尽量短。

(18) 关键的线要尽量粗,并在两边加上保护地。高速线要短要直。

(19) 对噪声敏感的线不要与大电流,高速开关线平行。

(20) 石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。

(21) 弱信号电路,低频电路周围不要形成电流环路。

(22) 任何信号都不要形成环路,如不可避免,让环路区尽量小。

(23) 每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。

(24) 用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电容时,外壳要接地。

数字地、模拟地之间用磁珠隔离可防止数字信号对模拟信号的干扰

电源和地要靠近并平行走线,线尽量宽.输入输出隔离,尽量减小电源和信号的回路面积!不同的部分采用电源分支,滤波电容要放在前级,晶振外壳最好接地.强电,弱电,数字,模拟,高频,低频,要分开,电源等容易发热的地方要放在板边器件不要放的太密.各部分电路要尽量靠近放在一起,需要的时候要开隔离槽.等等太多了!

如果让设计的电路板一点干扰也没有,那是不可能,只能在允许的范围内尽量减少干扰,有很多种方法,输入信号与输出信号必须有隔离,不能与系统采用共地的方式,数据总线和地址总线上加上拉电阻或接总线驱动芯片,电源端的干扰主要是差模干扰和共模干扰,应在电源输入与输出端加扼流电感,在复位端也要加抗干扰措施,复位端受到干扰时,虽不会复位,但会造成特殊功能寄存器器数据改变,导至系统工作失常,方法还有很多,

注意数字地和模拟地不要混,都在电路中单独走,最后在电源处正确的说应该是电源出来后接的电容那单点共地
首先保证在光耦器件的下方不要布线,否则隔离性能会不好.特别是在做脉冲群干扰实验时,常常会通不过要求等级.

要是有多路光隔设计时,光耦器件的输入与输出应有明显的分界.不要交互在一起
我是做ccd视频信号处理电路的,我觉得在模拟区和数字区划分问题上,应注意,模拟信号最好不要穿过数字区,因为数字电路本身的噪声很大,地很脏,而模拟信号本身又很容易受到干扰。再有,考虑布线的阻抗,如果为了减小布线长度而让模拟信号穿过数字区的话,有点得不偿失,我觉得不一定是越短就越好,看你是想要优化哪个电路参数了,对于楼上的过孔尽量少的观点,我觉得过孔的多少应该由过孔周围布线情况而定,应该使每条信号线上的噪声耦合到地线的距离是最短的,也就是说,可能有时候地线是铺通了,可为了这点,还要人工的加上一些过孔上去。

1.地线单点共地问题
2.各种信号线之间的电磁干扰问题
3.屏蔽地的连接问题
4.元器件的摆放问题
5.合理布局的问题
谢谢大家的支持.让我们共同进步

音频信号放大电路.在这里就涉及到接地的问题,我认为如果是多级放大的话,前级跟后级的地线不应该连接在同一个地线分支上.应该在不同的地线分之上.这里说的分支是从总地线单独引出来的,后级比前级电流大很多,如果把他们的地线都连接在一个地线分支上,我想那就对前级有了影响和干扰

做FCC的时候有超标,于是就在高频的时钟线上串上电阻,效果比较明显,也可以对地加电容,但是参数不好确定。

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印制电路板设计原则和抗干扰措施

2005/05/29 09:33 于 PCB设计

印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件.它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电于技术的飞速发展,PGB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大.因此,在进行PCB设计时.必须遵守PCB设计的一般原则,并应符合抗干扰设计的要求。

PCB设计的一般原则

要使电子电路获得最佳性能,元器件的布且及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB.应遵循以下一般原则:

  1. 布局
    首先,要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后.再确定特殊元件的位置。最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
    在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则:
    (1)尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件应尽量远离。
    (2)某些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
    (3)重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件,不宜装在印制板上,而应装在整机的机箱底板上,且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。
    (4)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节,应放在印制板上方便于调节的地方;若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
    (5)应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。
    根据电路的功能单元.对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:
    (1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
    (2)以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、 整齐、紧凑地排列在PCB上.尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。
    (3)在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观.而且装焊容易.易于批量生产。
    (4)位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3:2成4:3。电路板面尺寸大于200x150mm时.应考虑电路板所受的机械强度。

2.布线
布线的原则如下:
(1)输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线,以免发生反馈藕合。
(2)印制摄导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为 0.05mm、宽度为 1 ~ 15mm 时.通过 2A的电流,温度不会高于3℃,因此.导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路,尤其是数字电路,通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然,只要允许,还是尽可能用宽线.尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路,尤其是数字电路,只要工艺允许,可使间距小至5~8mm。
(3)印制导线拐弯处一般取圆弧形,而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外,尽量避免使用大面积铜箔,否则.长时间受热时,易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时,最好用栅格状.这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。

3.焊盘
焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm,其中d为引线孔径。对高密度的数字电路,焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

PCB及电路抗干扰措施

印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系,这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。

1.电源线设计
根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。

2.地线设计
地线设计的原则是:
(1)数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路,应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地,实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而租,高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。
(2)接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条,则接地电位随电流的变化而变化,使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗,使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能,接地线应在2~3mm以上。
(3)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板,其接地电路布成团环路大多能提高抗噪声能力。

3.退藕电容配置
PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。
退藕电容的一般配置原则是:
(1)电源输入端跨接10 ~100uf的电解电容器。如有可能,接100uF以上的更好。
(2)原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容,如遇印制板空隙不够,可每4~8个芯片布置一个1 ~ 10pF的但电容。
(3)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件,如 RAM、ROM存储器件,应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。
(4)电容引线不能太长,尤其是高频旁路电容不能有引线。

此外,还应注意以下两点:
(1)在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时.操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用附图所示的 RC 电路来吸收放电电流。一般 R 取 1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。
(2)CMOS的输入阻抗很高,且易受感应,因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

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系统接地的分类

2005/05/29 09:30 于 PCB设计

  1. 信号“地”
    信号“地”又称参考“地”,就是零电位的参考点,也是构成电路信号回路的公共段,图形符号“⊥”。
    1) 直流地:直流电路“地”,零电位参考点。
    交流地:交流电的零线。应与地线区别开。
    3) 功率地:大电流网络器件、功放器件的零电位参考点。
    4) 模拟地:放大器、采样保持器、A/D转换器和比较器的零电位参考点。
    5) 数字地:也叫逻辑地,是数字电路的零电位参考点。
    6) “热地”:开关电源无需使用变压器,其开关电路的“地”和市电电网有关,既所谓的“热地”,它是带电的,图形符号为:“ ”。
    “冷地”:由于开关电源的高频变压器将输入、输出端隔离;又由于其反馈电路常用光电耦合、既能传送反馈信号又将双方的“地”隔离;所以输出端的地称之为“冷地”,它不带电。图形符号为“⊥”。

2.保护“地”
保护“地”是为了保护人员安全而设置的一种接线方式。保护“地”线一端接用电器,另一端与大地作可靠连接。

3.音响中的“地”
1) 屏蔽线接地:音响系统为防止干扰,其金属机壳用导线与信号“地”相接,这叫屏蔽接地。
2) 音频专用“地”:专业音响为了防止干扰,除了屏蔽“地”之外,还需与音频专用 “地”相连。此接地装置应专门埋设,并且应与隔离变压器、屏蔽式稳压电源的相应接地端相连后作为音控室中的专用音频接地点。

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