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掌握印制电路板上的干扰及抑制

来源: 高管动态 时间: 2024-02-09 02:23:24

  制作的重要环节,其合理与否不仅关系到电路在装配、焊 接、调试和检修过程中是否方便,而且直接影响到性能,甚至影响到电路功能能否实现。因此,掌握印制电路板的设计方法十分重要。

  一般说来,印制电路板的设计不需要严谨的理论和的计算,布局排板并没有统一的固定模式。对于同一张电路原理图,因为思路不同、习惯不一、技巧各异,就会出现各种设计的具体方案,结果具有很大的灵活性和离散性。

  印制电路板的设计是电子知识的综合运用,需要有一定的技巧和丰富的经验。这主要根据设计者对电路原理的熟悉程度,以及元器件布局、布线的工作经验。对于初学者来说,首先就是要熟练掌握电路的原理和一些基本布局、布线原则。然后通过大量的实践,在实践中摸索、领悟并掌握布局、布线原则,积累经验,才能不断地提高印制电路板的设计水平。

  干扰现象在整机调试中常常会出现,其原因是多方面的。不仅有外因造成的干扰(如电磁波),而且印制电路板绝缘基板的选择、布线不合理、元器件布局不当等都会造成干扰,这些干扰在电路设计和排版设计中如予以重视,则可完全避免。相反,如果不在设计中考虑,便会出现干扰,使设计失败。

  任何电子科技类产品都需要电源供电,并且绝大多数是由交流市电通过降压、整流、稳压后供给。供电电源的质量直接影响整机的技术指标,而电源的质量除原理设计本身外;工艺布线和印制电路板设计不合理,去耦电容放置的位置不正确,都会产生干扰,特别是交流电源的干扰。例如在图2-7所示的稳压电路中,整流管接地过远,交流回路的滤波电容与直流电源 的取样电阻共用一段导线接地,都会由于布线不合理导致直流回路彼此相连,造成交流信号对直流信号产生干扰,使电源质量下降。

  在印制电路板上,若直流电源的去耦电容所放位置不正确,也起不到去耦的作用。一般用铝电解电容器(lOF左右)滤除低频干扰并将其放置在电路板电源入口处(不推荐);陶瓷电容器(0.1uF-680pF)用于滤除高频干扰,必须将其靠近集成电路的电源端且与其地线所示。陶瓷电容的容量根据1C的速度和电路的工作频率选择,速度越快,频率越高,电容量越小。

  印制电路板的特点是使元器件安装紧凑、连接密集,这一特点无疑是印制电路板的优点。如果设计不当,这一特点就会给整机带来麻烦。例如印制电路板分布参数造成的干扰、元器件相互之间的磁场干扰等,在排版设计中一定要引起重视。

  两条相距很近的平行导线,它们之间的分布参数可等效为相互耦合的电感和电容。当信号从一条线中通过时,另一条线内也会产生感应信号,感应信号的大小与电流的流向、原始的频率及功率有关,此感应信号就是由分布参数产生的干扰源。为了抑制这种干扰,排版前应分析原理图,区别强弱信号线,使弱信号线尽童短,并避免与其他信号 线平行;若不能避免平行线,可以拉开两平行线的距离 或在两平行导线间布上一根地线。对于双面板,两面的印制导线走向要相互垂直,尽可能的避免平行布线所示。这些措施能够大大减少分布参数造成的干扰。

  磁性元件对电路也会造成干扰。例如,扬声器、电磁铁产生的恒定磁场,高频变压器、继电器等产生的变化磁场,不仅对周围元件产生干扰,同时对印制导线也会产生一定的影响。抑制这些干扰的措施有:

  1)两个磁元件的相互位置应使两个磁场方向相互垂直,这样做使它们之间的耦合弱。

  2)采用导磁材料对干扰源进行磁屏蔽,它有两种形式:一是用屏蔽罩进行屏蔽,并且 屏蔽罩要良好接地;二是用铁氧体磁珠套在元器件的引脚上实现屏蔽。

  温度升高造成的干扰在印制电路板设计中也应引起注意。例如,晶体管是一种温度敏感 器件,特别是锗材料的半导体器件,更易受环境和温度的影响而使工作点漂移,造成整个电路 性能发生明显的变化,因而在排版时应予以考虑。

  1)对发热元器件,应优先安排在有利于散热的位置,最好还是不要把几个发热元器件放在一起。必要时可单独设置散热片或加散热用的风扇以降低温度对临近元器件的影响。

  2)对于温度敏感的元器件,如晶体管、集成电路、大容量的电解电容器和其他热敏元件等,不宜放在热源附近或设备的上部。

  电子线路工作时,需要直流电源供电,直流电源的某一极往往作为测量各点电压的参考点,与此一极连接的导线即为电路的地线。它表示零电位的概念。但在实际的印制电路板上,由于地线具有一定的电阻和电感,在电路工作时,地线具有一定的阻抗,当地线中有电流流过时,因阻抗的存在,必然在地线上产生压降,这个压降使地线上各点电位都不相等,这就对各级电路带来影 响,如图2-10所示。由于电源提供的电流,既有直流分量也有交流分量,因而在地线中,由于地线阻抗产生的电压 降,除直流电压降外,还有各种频率成分的交流电压降,这 些交流电压降加在电路中,就形成了电路单元间的互相干扰。

  实验证明:流过印制导线的电流频率越高,感抗成分占 整个阻抗的比例越大,干扰也就越大。例如,一块铜箔厚度为35um的印制电路板,印制导线mm的电阻值为左右,其电感量为4nH左右,用公式

  计算一下感抗,在10MHz时Xl=0.25Ω,在1000MHz时则是25Ω。当印制导线A的脉冲状噪声电流通过时,产生的噪声压降很大,影响电路正常工作,造成这类干扰的根本原因在于两个以上回路共用一段地线。为克服地线公共阻抗的干扰,在地线布设时应遵循以下几个原则:

  1)地线一般布设在印制电路板边缘,以便于印制电路板安装在机壳底座或机架上。

  2)对低频信号地线,采用一点接地的原则。如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当低频或脉冲磁场穿过该环路时将产生磁感应噪声,于是不同接地点之间会出现地电位差,形成干扰。通常一点接地有以下两种形式。

  ①串联式一点接地,如图2-11所示。各单元电路一点接地于公共地线,但各电路离电源远近不同,离电源远的C回路因地线阻抗大所受的干扰大,而离电源近的A回路因地线阻抗小所受的干扰。由于各电路抗干扰的能力不同,所以在这种地线系统中,除了要设计低阻抗地线外,还应将易受干扰的敏感电路单元尽可能靠近电源。串联式一点接地能有效地避免公共阻抗和接地闭合回路造成的干扰,而且简单经济,在电路中被广泛采用。

  ②并联式一点接地,如图2-12所示。以面积足够大的铜箔作为接地母线,并直接接到电位基准点,滞要接地的各部分就近接到该母线上。由于接地母线阻抗很小,故能够把公共阻抗干扰减弱到允许程度。

  3)在小信号模拟电路和大信号功放电路并存的电路中,采用大、小信号地线分开的办法。大信号地线在布局时,接地点应安排在靠近电源的地方;小信号地线在布局时,接地点应安排在远离电源的地方。

  4)髙频电路宜采用多点接地。在高频电路中应尽童扩大印制电路板上地线的面积,这样做才能够有实际效果的减少地线的阻抗。对于双固板,可利用其中一个导电平面作为基准地,需要接地的各部分可就近接到该基准地上。由于导电平面的高频阻抗很低,所以各处的基准电位比较接近,可有效地减少地线)在一块印制电路板上,如果同时布设模拟电路和

  的原理和一些基本布局、布线原则。然后通过大量的实践,在实践中摸索、领悟并

  加工制成。单面板的导电图形最简单,大多采用丝网漏印法制成。双面板PCB——绝缘基板的两面都有导电图形

  。(3)腐蚀技术(腐刻)腐蚀是指利用化学或电化学方法,对涂有抗蚀剂并经感光显影后的

  内层材料层压→孔加工→孔金属化→指外层图形→镀耐腐蚀可焊金属→去除感→光胶腐蚀→插头镀金→外形加工→热熔→涂助焊剂→成品。

  两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计

  的排列方式应遵循一定的规则:1)对于采用自由对流空气冷却的设备,最好是将

  两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计

  的时候,应注意采用正确的方法。一、地线设计在电子设备中,接地是控制

  很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计

  很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,深圳捷多邦科技有限公司的工程师提出了在设计

  本帖最后由 gk320830 于 2015-3-5 23:30 编辑 自动检测系统的广泛适用性是因为自动检测系统的设计不是针对单一的测试对象进行的, 而是将

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  设计和生成布线图,以及到一个什么样的程度,取决于很多因素。每一种方法都有它最合适的应用限制范围以供选择。1.手工设计和生成布线图对于简单的单面板和双面板,用手

  两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,建议设计

  的限制产生了接地电位差,从而引起噪声容限的降低,当做成回路时,接地电位差减小。另外,接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行,这是

  的时候,应注意采用正确的方法。1 接地麦斯艾姆地线设计在电子设备中,接地是控制

  有同一个识图方向,省去每次都要对照识图的方向,这样做才能够大大方便识图。⑥在观察

  的布线密度较高,所以能减小设备的体积。适用于一般要求的电子设备,如电子计算机、电了仪器、仪表等。

  时,就会在铜筒和器件引脚的连接处形成热电偶,由此产生不同的交变电压,对放大器形成一个

  标准你又知道多少呢?以下供参考:1)IPC-ESD-2020:静电放电控制程序开发的联合标准。包括静电放电控制程序所必须的设计、建立、实现和维护。根据

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