電路板PCB繪制中抗干擾設(shè)計的幾項常用措施
電路板繪制經(jīng)驗積累是印制板設(shè)計最基本、最重要的要求,準(zhǔn)確實現(xiàn)電原理圖的連接關(guān)系,避免出現(xiàn)“短路”和“斷路”這兩個簡單而致命的錯誤。這一基本要求在手工設(shè)計和用簡單CAD軟件設(shè)計的PCB中并不容易做到,一般的產(chǎn)品都要經(jīng)過兩輪以上試制修改,功能較強的CAD軟件則有檢驗功能,可以保證電氣連接的正確性。印制電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系,這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項常用措施做一些說明。
1.電源線設(shè)計
根據(jù)印制線路板電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有助于增強抗噪聲能力。
2.地線設(shè)計的原則
(1)數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應(yīng)使它們盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地,實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地,地線應(yīng)短而租,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。
(2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應(yīng)在2~3mm以上。
(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板,其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。
3.退藕電容配置
PCB設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。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(yīng)布置一個0.01pF的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個芯片布置一個1~10pF的鉭電容。
(3)對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲器件,應(yīng)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。
(5)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時.操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC電路來吸收放電電流。一般R取1~2K,C取2.2~47UF。
(6) CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時對不用端要接地或接正電源。
電路理論:深入理解歐姆定律、基爾霍夫定律等基本電路定律,掌握電阻、電容、電感等元件在不同電路中的作用和特性。例如,電阻用于限流和分壓,電容可用于濾波和耦合,電感能儲存磁能。了解不同類型電路,如放大電路、振蕩電路、電源電路的工作原理。原理圖繪制:熟悉原理圖繪制的基本規(guī)范,包括元件符號的標(biāo)準(zhǔn)表示、導(dǎo)線連接方式、節(jié)點的處理等。學(xué)會使用圖形符號準(zhǔn)確表達(dá)電路中各元件之間的連接關(guān)系和信號流向。
PCB 制造工藝:了解 PCB 的制造流程,從基板材料的選擇到鉆孔、電鍍、蝕刻、阻焊、絲印等各個環(huán)節(jié)。掌握不同類型 PCB(單面板、雙面板、多層板)的結(jié)構(gòu)特點和適用場景,以及層疊結(jié)構(gòu)對信號傳輸和電磁兼容性的影響。軟件評估:市場上有多種 PCB 設(shè)計軟件可供選擇,如 Altium Designer、Eagle、KiCad 等。評估軟件時,考慮其易用性、功能完整性、元件庫豐富度、社區(qū)支持等因素。學(xué)習(xí)資源:選擇具有豐富學(xué)習(xí)資源的軟件,如官方教程、在線論壇、視頻教程等,方便初學(xué)者快速上手。例如,KiCad 擁有龐大的開源社區(qū),提供了大量的教程和示例項目。
試用體驗:可以下載軟件的試用版本,親自體驗軟件的操作界面和功能,根據(jù)自己的使用感受選擇最適合的軟件。元件規(guī)格書:從元件制造商的官方網(wǎng)站下載元件的規(guī)格書,獲取元件的詳細(xì)參數(shù),如電氣性能、機械尺寸、引腳定義等。封裝庫:查找或創(chuàng)建元件的封裝庫,確保封裝尺寸與實際元件一致。可以使用軟件自帶的封裝庫,也可以從第三方網(wǎng)站下載或自己創(chuàng)建。引腳功能:明確元件引腳的功能和用途,特別是對于一些復(fù)雜的集成電路,要仔細(xì)閱讀引腳說明,避免在設(shè)計中出現(xiàn)連接錯誤。
合理的電路板布局可以提高電路的性能和可靠性。注意避免元件之間的干擾,減少信號的串?dāng)_和噪聲。同時,合理安排電路板上的元件位置,能夠方便焊接和維修,提高電路板的可操作性。電源和地線是電路板上最關(guān)鍵的部分。合理的布局電源和地線能夠減少電源噪聲和信號串?dāng)_。在布局過程中,將電源和地線分開走,避免相互干擾,同時使用寬而短的電源和地線,以降低電阻和電感。
保障信號的完整性是繪制PCB電路板的重要目標(biāo)之一。通過合理的布局和阻抗匹配,降低信號的噪聲和衰減。在設(shè)計PCB層間布局時,盡可能減少信號線的長度和角度變化,以避免信號的相位差和延遲。過孔和連線的設(shè)計對電路板的可靠性和性能起著至關(guān)重要的作用。在設(shè)計過孔時,需要根據(jù)元件之間的連接關(guān)系合理安排過孔的位置和大小。連接元件時要注意控制連線的長度和角度,避免產(chǎn)生電感和串?dāng)_。通過掌握繪制PCB電路板的必備知識和技巧,您將能夠更好地進(jìn)行電路設(shè)計和布局,提高電路板的性能和可靠性。同時,也能夠更好地與PCB制造廠商進(jìn)行合作,確保電路板的質(zhì)量和工藝要求。希望本文對您學(xué)習(xí)和掌握繪制PCB電路板有所幫助!