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1、第12卷第4期河南机电高等专科学校学报Vol.12!.42004年07月JournalofHenanMechanicalandElectricalEngineeringCollegeJuly.2004PCB设计中需要注意的几个问题y魏辉,董蕴华(河南机电高等专科学校电子系,河南新乡453002)摘要:本文从PCB设计中经常遇到的地平面和地线、手工布线规则、常见的抗干扰技术三个方面入手,提出了关于这些问题的常见类型,并且详尽阐述了解决这些问题的方法和措施。能够比较好的解决实际出现的问题。关键词:PCB;地
2、平面;布线策略;抗干扰中图分类号:TN41文献标识码:A文章编号:10082093(2004)04005003当今竞争激烈的电子市场中,由于电池与成本的限制,设2)PCB上的接地连接如要考虑走线时,设计应将走线尽计人员往往不能随心所欲的设计印刷电路板。尽管多层板方量加粗。但是,接地线的最小宽度是从此点到末端的有效宽案在尺寸、噪声和性能方面具有明显的优势,成本的压力却促度,此处末端是指距离电源连接端最远的点。使设计者重新考虑双层板或单面板。本文就是从电源、布线策略及抗干扰
3、方面讨论PCB板设计中需要注意的几个问题,并提出了解决方案。1电源1.1电源和地线的问题设计PCB时,若电源线和地线的位置良好配合,可以降低电磁干扰的可能性。如果设计的电源线和地线配合不当,会设计出系统环路,并很可能会产生噪声。图1就是一个电源线和地线配合不当的例子。图2改进后的电路板3)如果有可能的话,可以采用双面板,其中底层可以作为地平面,厂商的演示板和评估板常常采用这种方案,但是更为普遍的做法是将地平面布在电路板的顶层,以降低电磁干扰。4)应避免地环路。5)如果不能采用地平面,可以采用星形连接策略(
4、见图3)。通过这种方法,地电流独立返回电源连接端。但并非所有的器件都有自己的回路,例如图3中U4和U2是共用回路,只要遵循下面6、7两条准则是可以这样。图1配合不当的电路板在此电路板上,由于使用了不同的路线来布电源线和地线,这种不恰当的配合造成了电路板上的电子器件和线路受到的电磁干扰的可能性较大。图2种给出了另外一种布线方式,在此单面板上,到电路板上器件的电源线和地线彼此靠近,所以这种布线方式可以减少电路板上或电路板外的辐射噪声在环路上感应电压的可能性。若要了解更详细的内容,可参阅参考文献[1]。1.2地平
5、面的问题对于电流回路,需要注意如下基本事项:图3采用星形布线策略处理电流回流1)如果使用走线,应将其尽量加粗。6)数字电流不应流经模拟器件。y收稿日期:20040310作者简介:魏辉(1977),男,河南新乡人,本科,研究方向:电子技术。50魏辉等:PCB设计中需要注意的几个问题7)高速电流不应流经低速器件。3抗干扰措施8)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印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系,一致,这样有助于增强抗噪声
6、能力。形成干扰的基本要素有三个:干扰源、传播途径、敏感器件。所以要抗干扰就要从这三个方面入手。下面仅就PCB抗干扰2布线策略设计的常出现的两个问题作一些说明。设计PCB时,往往很想采用自动布线。通常,纯数字的电3.1地线设计路板(尤其是信号电平较低,电路密度较小时)采用自动布线1)模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电是没有问题的。但是,在设计模拟、混合信号或高速电路板路,应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联时,如果采用布线软件的自动布线工具,可能会出现一些问接地,实际布线有困难时可部分串
7、联后再并联接地。高频电题,甚至可能带来严重的电路性能问题。所以,在设计的时路宜采用多点串联接地,地线应短而粗,高频元件周围尽量用候,通常采取的手工布线,手工布线中需要注意的问题一般栅格状大面积地箔。为:2)接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条,则接地1)输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线电位随电流的变化而变化,使抗噪性能降低。因此应将接地间地线,以免发生反馈耦合。线加粗,使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能,2)导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度接地线应在2~3mm以上。和流过
8、它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.05mm、宽度为13)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板,其~1.5mm时.通过2A的电流,温度不会高于3∀,因此.导线接地电路布成闭环路大多能提高抗噪声能力。宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路,尤其是数字电3.2去耦电容配置路,通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然,只要允许,还是尽PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配
