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PCB線路闆設計原則及抗幹擾措施

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PCB線路闆設計原則及抗幹擾措施

發布日期:2017-06-27 作者:admin 點擊:

PCB線路闆設計原則及抗幹擾措施


印刷電路闆(PCB闆)是電子産品中電路元件和器件的支撐件.也是提供電路元件和器件之間的電氣連接。随着電于技術的飛速發展,PCB線路闆的密度越來越高。PCB線路闆設計的好壞對抗幹擾能力影響很大.因此,在進行PCB線路闆設計時.必須遵守PCB設計的一般原則,并應符合抗幹擾設計的要求。

PCB線路闆設計的一般原則

要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布且及導線的布設是很重要的。為了設計質量好、造價低的PCB闆.應遵循以下一般原則:

1.布局

首先,要考慮PCB闆尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受幹擾。在确定PCB尺寸後.再确定特殊元件的位置。最後,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。

在确定特殊元件的位置時要遵守以下原則:

(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布參數和相互間的電磁幹擾。易受幹擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。

(2)某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。

(3)重量超過15g的元器件、應當用支架加以固定,然後焊接。那些又大又重、發熱量多的元器件,不宜裝在印制闆上,而應裝在整機的機箱底闆上,且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發熱元件。

(4)對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機内調節,應放在印制闆上方便于調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面闆上的位置相适應。

(5)應留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。

根據電路的功能單元.對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:

(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信号流通,并使信号盡可能保持一緻的方向。

(2)以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。

(3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生産。

(4)位于電路闆邊緣的元器件,離電路闆邊緣一般不小于2mm。電路闆的最佳形狀為矩形。長寬比為3:2成4:3。電路闆面尺寸大于200x150mm時.應考慮電路闆所受的機械強度。

2.布線

布線的原則如下:

(1)輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發生反饋藕合。

(2)印制攝導線的最小寬度主要由導線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.05mm、寬度為1~15mm時.通過2A的電流,溫度不會高于3℃,因此.導線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路,尤其是數字電路,通常選0.02~0.3mm導線寬度。當然,隻要允許,還是盡可能用寬線.尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路,尤其是數字電路,隻要工藝允許,可使間距小至5~8mm。

(3)印制導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則.長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時,最好用栅格狀.這樣有利于排除銅箔與基闆間粘合劑受熱産生的揮發性氣體。

3.焊盤

焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。

PCB及電路抗幹擾措施

印制電路闆的抗幹擾設計與具體電路有着密切的關系,這裡僅就PCB抗幹擾設計的幾項常用措施做一些說明。

1.電源線設計

根據印制線路闆電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數據傳遞的方向一緻,這樣有助于增強抗噪聲能力。

2.地線設計

地線設計的原則是:

(1)數字地與模拟地分開。若線路闆上既有邏輯電路又有線性電路,應使它們盡量分開。低頻電路的地應盡量采用單點并聯接地,實際布線有困難時可部分串聯後再并聯接地。高頻電路宜采用多點串聯接地,地線應短而租,高頻元件周圍盡量用栅格狀大面積地箔。

(2)接地線應盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位随電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應将接地線加粗,使它能通過三倍于印制闆上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm以上。

(3)接地線構成閉環路。隻由數字電路組成的印制闆,其接地電路布成團環路大多能提高抗噪聲能力。

3.退藕電容配置

PCB設計的常規做法之一是在印制闆的各個關鍵部位配置适當的退藕電容。

退藕電容的一般配置原則是:

(1)電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。

(2)原則上每個集成電路芯片都應布置一個0.01pF的瓷片電容,如遇印制闆空隙不夠,可每4~8個芯片布置一個1~10pF的但電容。

(3)對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

(4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。

綜上所述,想要做出高質量的印刷線路闆産品,前期的PCB設計布線是很關鍵的,知道了PCB闆子的一些原理特性,遵守相關PCB設計規範,一定能創造出優秀的高檔的PCB線路闆。


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