高频在pcb中的布线规则

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1、1)注意晶振布线，见图1。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。图1 正确配置晶振2)电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的影响，见图2。注意高频电容的布线，图a和图b的效果相差很大，图c比图b的效果更好。图a的布线增大了电容的等效串联电阻，影响了滤波效果。图2 IC并接高频电容3)布线时避免90度折线，减少高频噪声发射，见图3。图3 正确布线4)提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下：（a）布线时尽量减少回路环的面

2、积，以降低感应噪声，见图4。（b）布线时，电源线和地线要尽量粗。除减小压降外，更重要的是降低耦合噪声。（c）对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。图4 减少回路环面积由于时钟频率越高，高频能量辐射越强，因此在数字电路中不要使用过高的时钟频率。线路板上的总线、较大的环路面积和较长的导线都是强辐射源，因此，除非必要，要尽量避免这些情况的出现。线路板上的走线是主要的辐射源。走线产生辐射主要是由于逻辑电路中电流的突变，在导线的电感上产生了感应电压，这个

3、电压会产生较强的辐射。另外，由于导线其着辐射天线的作用，因此导线的长度越长，辐射的效率越高。因此，线路板布线的基本原则是，减小导线的电感，例如使用最短的走线电流较大的电源线和地线要粗一些。5)电容特性电容的引线长度是一个十分重要的参数，引线越长，则电感越大，电容的谐振频率越低。因此在实际工程中，要使电容器的引线尽量短，电容器的正确安装方法和不正确安装方法如图5所示。图5滤波电容的正确安装方法与错误安装方法根据LC电路串联谐振的原理，谐振点不仅与电感有关，还与电容值有关，电容越大，谐振点越低。许多人认为电容器的容

4、值越大，滤波效果越好，这是一种误解。电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好，但是由于电容在较低的频率发生了谐振，阻抗开始随频率的升高而增加，因此对高频噪声的旁路效果变差。表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率，电容的引线长度是1.6mm（你使用的电容的引线有这么短吗？）。尽管从滤除高频噪声的角度看，电容的谐振是不希望的，但是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率确定时，可以通过调整电容的容量，使谐振点刚好落在骚扰频率上。由于电容器中的介质参数受到温度变化的影响，因此电容器的电容值也随着温度变化。不同的介质随着

5、温度变化的规律不同，有些电容器的容量当温度升高时会减小70%以上，常用的滤波电容为瓷介质电容，瓷介质电容器有超稳定型：COG或NPO，稳定型：X7R，和通用型：Y5V或Z5U三种。不同介质的电容器的温度特性如图6所示。图6不同介质电容器的温度特性从图中可以看到，COG电容器的容量几乎随温度没有变化，X7R电容器的容量在额定工作温度范围变化12%以下，Y5V电容器的容量在额定工作温度范围内变化70%以上。这些特性是必须注意的，否则会出现滤波器在高温或低温时性能变化而导致设备产生电磁兼容问题。COG介质虽然稳定，但

6、介质常数较低，一般在10～100，因此当体积较小时，容量较小。X7R的介质常数高得多，为2000～4000，因此较小的体积能产生较大的电容，Y5V的介质常数最高，为5000～25000。许多人在选用电容器时，片面追求电容器的体积小，这种电容器的介质虽然具有较高的介质常数，但温度稳定性很差，这会导致设备的温度特性变差。这在选用电容器时要特别注意，尤其是在军用设备中。3.电压的影响电容器的电容量不仅随着温度变化，还会随着工作电压变化，这一点在实际工程必须注意。不同介质材料的电容器的电压特性如图7所示。从图中可以看出

7、，X7R电容器在额定电压状态下，其容量降为原始值的70%，而Y5V电容器的容量降为原始值的30%！了解了这个特性，在选用电容时要在电压或电容量上留出余量，否则在额定工作电压状态下，滤波器会达不到预期的效果。图7电容器的电压特性6）传输线造成的幅度衰减　　导线的阻抗可视为电阻与电感的串联，低频时二者都很小，但二者都随频率的升高而增大，对信号幅度的衰减也随之增大。例如，截面积为5．5mm2的铜圆导线直流电阻是3．3mΩ／m，1MHz时增加到30mΩ／m，10MHz时增加到90mΩ／m；直径2mm、长度1m的铜圆直导

8、线的电感约为1μH，1MHz时的感抗（2πfL）为6．3Ω，10MHz时的感抗为63Ω；电容或电感频率铜圆截面积5．5mm2长度1m铜圆直径2mm长度1m　电感约1μH03．3mΩ1M30mΩ感抗（2πfL）为6．3Ω10M90mΩ感抗为63Ω表1说明了直流电阻与交流阻抗的巨大差异。频率很低时的阻抗可以认为是导体的电阻，从表中可以看出，随着频率升高，阻抗增加很快，当频率达到100MHz