由于隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電路板的集成度和信號(hào)頻率越來(lái)越高，不可避免地會(huì)帶來(lái)電磁干擾，所以在PCB的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則，使電路板的電磁干擾可以控制在一定范圍內(nèi)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)，提高電路的整體性能。

      1 PCB 選擇標(biāo)準(zhǔn)

        PCB設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是正確選擇電路板的尺寸，如果尺寸太大，元件之間的連接太長(zhǎng)，導(dǎo)致線路阻抗增加，抗阻降低。干擾能力。但是尺寸太小會(huì)導(dǎo)致元器件排列密集，不利于散熱，連接太細(xì)太密集，容易造成串?dāng)_。因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需的元器件選擇合適尺寸的板卡。

        電路板分為單面板、雙面板和多層板。電路板層數(shù)的選擇取決于電路要實(shí)現(xiàn)的功能、噪聲指標(biāo)、信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)線路的數(shù)量等。合理的層設(shè)置可以減少電路本身的電磁兼容問(wèn)題。

       蘇州昆山PCB電路板SMT貼片廠家昆山精鼎電子PCBA 通常的選擇原則是：

        ①中低頻、元器件少、布線密度較低或中等，采用單面板或雙面板。

        ②布線密度高、集成度高、元器件多的多層板。

        ③對(duì)于高信號(hào)頻率、高速集成電路，元器件密集選用4層以上電路板。多層板在設(shè)計(jì)時(shí)可用作電源層、信號(hào)層和連接層。減小了信號(hào)環(huán)路面積，從而減少了差模輻射。因此，多層板可以減少電路板的輻射，提高抗干擾能力。

       2 PCB 元件放置

        在確定PCB的尺寸后，首先要確定特殊元件的位置，最后根據(jù)電路的功能單元，將電路的所有元件分塊布局。數(shù)字電路單元、模擬電路單元和電源電路單元要分開(kāi)，高頻電路單元和低頻電路單元也要分開(kāi)。一般在布置高速、中速、低速電路時(shí)，布置元件。配置時(shí)鐘、CPU、內(nèi)存、控制器、輸入輸出電路等元器件時(shí)，應(yīng)參照?qǐng)D1(b)進(jìn)行配置。常用電路板的布局原則如下。   

        (a) 高速、中速和低速電路布局

        (b) 高速邏輯電路布局

        （一）特殊元件位置確定原則：

        ①發(fā)熱體應(yīng)放置在便于散熱的位置，如PCB邊緣，遠(yuǎn)離微處理器芯片。

        ②特殊高頻元件應(yīng)并排放置，以縮短它們之間的連接；

        ③敏感元件應(yīng)遠(yuǎn)離時(shí)鐘發(fā)生器、振蕩器等噪聲源。

        ④可調(diào)元件的布置，如電位器、可調(diào)電感、可變電容、按鍵開(kāi)關(guān)等，應(yīng)滿(mǎn)足整機(jī)結(jié)構(gòu)要求，并便于調(diào)整。

        ⑤重質(zhì)部件應(yīng)采用支架固定。

        ⑥EMI 濾波器應(yīng)靠近 EMI 源放置。

       PCB 元件布局

        (2)按電路的功能單元布置電路傘形元件的原則：

        ①各功能電路應(yīng)根據(jù)它們之間的信號(hào)流向確定相應(yīng)的位置，以方便接線。

        ②各功能電路應(yīng)先確定核心元件的位置，并在其周?chē)胖闷渌?，盡可能縮短元件之間的連接。

        ③對(duì)于高頻電路，應(yīng)考慮元器件之間的分布參數(shù)。

        ④放置在電路板邊緣的元器件距離電路板邊緣不小于2mm。

        ⑤DC/DC轉(zhuǎn)換器、開(kāi)關(guān)管和整流器應(yīng)盡量靠近變壓器放置，以減少外部輻射。

        ⑥調(diào)壓元件和濾波電容應(yīng)靠近整流二極管放置。

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    3 昆山精鼎電子PCB布線原理

        PCB電源和地線的布線是否合理是降低整個(gè)電路板電磁干擾的關(guān)鍵。電源線和地線的設(shè)計(jì)是PCB中不可忽視的問(wèn)題，往往也是最難的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則。

        a.接線技巧

        PCB上的布線以阻抗、容抗和感抗等分布參數(shù)為特征。為了減少PCB布局參數(shù)對(duì)高速電子系統(tǒng)的影響，電源和地的布線原則如下：

        ①通過(guò)增加走線間距來(lái)減少電容耦合串?dāng)_。

        ②電源線和地線應(yīng)平行走線，以?xún)?yōu)化分布電容。

        ③根據(jù)載流電流的大小，盡量增加電源線和地線的寬度，以減小回路電阻，并在各功能電路中電源線和地線的走向和信號(hào)傳輸方向一致，有利于提高抗干擾能力。

        ④電源線和地線應(yīng)直接在上方走線，以減少感抗和最小化回路面積，并盡量使地線低于電源線。

        ⑤地線越粗越好，一般地線寬度不小于3mm。

        ⑥地線形成閉環(huán)，減小地線上的電位差，提高抗干擾能力。

        ⑦在多層板布線的設(shè)計(jì)中，可以將其中一層視為“全地平面”，可以降低接地阻抗，同時(shí)起到屏蔽的作用。

        b.接地技巧

        PCB各功能電路的接地方式分為單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地。根據(jù)連接形式，單點(diǎn)接地可分為單點(diǎn)串聯(lián)接地和單點(diǎn)并聯(lián)接地，如圖3（a）和（b）所示。單點(diǎn)串聯(lián)接地常用于保護(hù)接地線，因?yàn)榻拥鼐€的長(zhǎng)度不同，各電路的接地阻抗也不同，降低了電磁兼容性。單點(diǎn)并聯(lián)的每個(gè)電路都有單獨(dú)的接地線，相互之間的干擾小，但可能會(huì)延長(zhǎng)接地線，增加接地阻抗，常用于信號(hào)接地、模擬接地和電源接地。多點(diǎn)接地是指每個(gè)電路都有一個(gè)連接點(diǎn)，如圖3（c）所示。多點(diǎn)接地常用于高頻電路中，接地線短，接地阻抗小，以減少高頻信號(hào)的干擾。

        (a) 單點(diǎn)串聯(lián)接地

        (b) 單點(diǎn)并聯(lián)接地

        (c) 多點(diǎn)接地

        為了減少接地引起的干擾，接地還應(yīng)滿(mǎn)足一定的要求：

        ①接地線盡量短，接地面要大。

        ②避免不必要的接地回路，降低公共地的干擾電壓。

        ③接地原則是對(duì)不同的信號(hào)采用不同的接地方式，不能全部接地在同一個(gè)地方；

        ④在多層PCB的設(shè)計(jì)中，電源層和連接層盡量放在相鄰的層，這樣可以在電路中形成該層的電容，減少電磁干擾。

        ⑤盡量避免強(qiáng)弱電信號(hào)、數(shù)字和模擬信號(hào)。

        C。網(wǎng)格設(shè)計(jì)

        網(wǎng)格是兩層面板最重要的設(shè)計(jì)技術(shù)。網(wǎng)格化就是在PCB上延長(zhǎng)地線，利用地線填充的方式，構(gòu)建與地相連的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，形成有效的地平面，可以降低噪聲，四層板也一樣。

        它有兩個(gè)目的：

        ①模擬四層板的層數(shù)，并在底部為每條信號(hào)線提供返回路徑。

        ②減小微處理器與穩(wěn)壓器之間的阻抗。

        設(shè)計(jì)中需要注意的原則是：

        ①每一根地線都盡可能地延伸以填滿(mǎn)印刷電路板的空間。

        ②在兩層板上盡可能多地放置格柵。

        ③使用盡可能多的孔，適時(shí)連接上、下格柵。

        ④線條不必是直角或等寬。

        d。使用高頻去耦電容和鐵氧體磁珠

        在數(shù)字電路中，當(dāng)邏輯門(mén)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)在電源上產(chǎn)生很大的峰值脈沖，形成瞬時(shí)噪聲電壓。在這種情況下，通常使用去耦電容或鐵氧體磁珠來(lái)限制電流的突變并減少輻射。通常，高頻去耦電容的容量約為0.01。m uF 為 0.1。在每個(gè)芯片的電源和地之間施加μF，并在靠近芯片的電源線上放置一個(gè)鐵氧體磁珠，以阻擋電源線的RF電流源。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該盡量做到：

        ①使用鉭電容代替內(nèi)部電感較大的鋁電解電容。

        ②電容離芯片越近越好，去耦電容的引線不要太長(zhǎng)。

        ③鐵氧體磁珠只用在+V的電源線上，不需要在地線上。

        ④鐵氧體磁珠盡量靠近噪聲源。

       4 PCB 信號(hào)線接線

        a.減少線路電容和電感串?dāng)_

        做線材時(shí)，信號(hào)線的布線原理，即使在短距離的線路之間和線路上，也存在容性和感性串?dāng)_。當(dāng)電容耦合時(shí)，源端的上升沿會(huì)導(dǎo)致受擾端的上升沿。在電感耦合期間，受害端的電壓變化與源端的變化相反。大部分串?dāng)_是電容性的，噪聲的大小與平行距離、頻率、源電壓幅度和受干擾的阻抗成正比，與兩條線路的距離成反比。因此，減少串?dāng)_的措施是：

        ①保持與微處理器相連的射頻噪聲承載線遠(yuǎn)離其他信號(hào)。

        ②可能受噪聲影響的信號(hào)返回地線應(yīng)在其下方布線。

        ③不要將噪聲線留在電路板外緣。

        ④如有可能，將一些噪聲線一起布線，并用地線環(huán)繞。

        ⑤非噪聲線路遠(yuǎn)離電路板上容易接收噪聲的區(qū)域，如連接器、振蕩電路、繼電器和繼電器驅(qū)動(dòng)器。

        b.合理安排返回地線數(shù)量

        在計(jì)算機(jī)行業(yè)，一根電纜或電線中每 9 根信號(hào)線至少有 1 根地線，這是一種非常普遍的經(jīng)驗(yàn)。在高速時(shí)，該比率變?yōu)?5%。設(shè)計(jì)信號(hào)線和返回線時(shí)可以考慮的原則：

        ①電纜中的每條信號(hào)線最好有一根返回地線，形成一對(duì)雙絞線。

        ②每 9 根信號(hào)線不要超過(guò)一根返回地線。

        ③如果電纜長(zhǎng)度超過(guò)一英尺，則每 4 根信號(hào)線應(yīng)配備一根返回地線。

        ④如有可能，應(yīng)采用實(shí)心金屬支架作為機(jī)械支架，焊接在兩塊電路板之間，既作為安裝支架，又作為可靠的射頻返回地線。