理论教育 印制电路板的抗干扰设计优化方案

印制电路板的抗干扰设计优化方案

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.2-1印制电路板的散热设计二、印制电路板的抗振设计印制板是电子产品中电子元器件的支撑体,并且提供电子元器件之间的电气连接。共模干扰、串扰和辐射干扰都与印制板的接地设计密切相关。印制板的边缘存在较强的干扰场,关键电路的器件和走线,应尽量远离板的边缘。印制板上的接地设计,应该符合系统的总接地方案。

印制电路板的抗干扰设计优化方案

一、印制电路板的散热设计

由于印制板基材耐热能力和导热系数都比较低,铜箔的抗剥离强度随工作温度的升高而下降。

发热元器件不宜紧贴印制板安装,应该留有一定的散热空间,以避免印制板受热变形或损坏。尽量将发热元器件固定在金属外壳上或通风较好的位置,以便于发热元器件散热。要均匀分布热负载,尽量不要把几个发热元器件放在一起。发热量大的元器件可安装如图5.2-1所示的散热器进行散热;在印制板与元器件之间可以设置带状导热条;如有必要,也可利用风扇强制风冷。

热敏感元器件应该尽量远离热源或机箱上部,电路长期工作引起的温度升高会影响这些元器件的工作状态和性能。

图5.2-1 印制电路板的散热设计

二、印制电路板的抗振设计

印制板是电子产品中电子元器件的支撑体,并且提供电子元器件之间的电气连接。为了提高印制板的抗振、抗冲击性能,要合理分布印制板上的负荷以免产生过大的应力。对大而重的元器件,如电源变压器、大电解电容器、带散热片的大功率晶体管等,应尽可能降低其重心或加金属结构件固定,必要时可将这些元器件转移到底座上,以免造成印制板变形。

三、印制电路板的电磁兼容性设计

电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍然能够有效进行工作的能力。正确布线既可以抑制各种外来的电磁干扰,使电子设备在特定电磁环境中正常工作,还可以减小电子设备本身产生的电磁干扰。

(1)采用信号线与地线交错排列或地线包围信号线,可以达到良好的隔离作用。(www.daowen.com)

(2)相邻的两层信号线不宜平行布设,应互相垂直、斜交,以减少分布电容的产生,防止信号耦合;不宜直角或锐角走线,应以圆角走弧线或斜线,尽量降低可能发生的干扰。

(3)减少信号线的长度

(4)把高频信号或高速数字化信号组件尽量接近印制板连接边的输入、输出端口,使它们的传输线尽量短。

(5)高频信号和高速数字化信号组件的引脚应采用BGA封装,尽量不要采用密集的QFP封装。

四、印制电路板抑制地线干扰的设计

电子设备中接地有两个含义,一个是真正的接地点;一个是人为地指定直流电源的某极为电路单元的地电压参考点,并设其电压为零,与大地无关。为了构成电信号的通路,防止设备外壳带电而造成人身危害,一般电子设备的外壳、插件、插箱、底板等都与地相连。连接地的导线称为地线,地线设置不合理,各电路之间就会形成地线干扰。共模干扰、串扰和辐射干扰都与印制板的接地设计密切相关。

电路中的时钟、总线缓冲器、总线驱动器、高功率振荡器等大多是干扰源,在布局、布线时要特别关注。电路中的低电平模拟电路、高速数据和时钟等都是易受干扰的敏感电路,设计时要注意隔离和保护。

信号线应该尽量短,信号回路面积尽量小,对速度较高的电路应用有地平面的多层板。印制板的边缘存在较强的干扰场,关键电路的器件和走线,应尽量远离板的边缘。

印制板上的接地设计,应该符合系统的总接地方案。特别是单板、背板以及与机框、机架需要搭接的地方,印制板上应该备有系统要求的安装孔、喷锡或采用其他镀层的导电接触面。

五、印制电路板抑制电源干扰的设计

任何电子设备都需要电源供电,大多数电子设备都由交流电源通过降压、整流、稳压后输出直流电压供电。当电路原理或印制板设计不合理时,会使交流电源对直流电压产生干扰,可通过设置滤波器等方式抑制电源干扰。

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