印刷電路板（PCB）的電磁兼容設(shè)計(jì)

　　3.9.5輻射型信號(hào)線排列

　　輻射型信號(hào)排列通常有最短的路徑，以及產(chǎn)生從源點(diǎn)到接收器的最小延遲，但是這也能產(chǎn)生多個(gè)反射和輻射干擾，所以應(yīng)該避免用輻射型排列高速和敏感信號(hào)線。

　　3.9.6不變的路徑寬度

　　信號(hào)路徑的寬度從驅(qū)動(dòng)到負(fù)載應(yīng)該是常數(shù)。改變路徑寬度時(shí)路徑阻抗(電阻，電感，和電容)會(huì)產(chǎn)生改變，從而產(chǎn)生反射和造成線路阻抗不平衡。所以最好保持路徑寬度不變。 3.9.7洞和過(guò)孔密集

　　經(jīng)過(guò)電源和地層的過(guò)孔的密*在接近過(guò)孔的地方產(chǎn)生局部化的阻抗差異。這個(gè)區(qū)域不僅成為信號(hào)活動(dòng)的“熱點(diǎn)”，而且供電面在這點(diǎn)是高阻，影響射頻電流傳遞。

　　3.9.8切分孔隙

　　與洞和過(guò)孔密集相同，電源層或地線層切分孔隙(即長(zhǎng)洞或?qū)捦ǖ?會(huì)在電源層和地層范圍內(nèi)產(chǎn)生不一致的區(qū)域，就象絕緣層一樣減少他們的效力，也局部性地增加了電源層和地層的阻抗。

　　3.9.9接地金屬化填充區(qū)

　　所有的金屬化填充區(qū)應(yīng)該被連接到地，否則，這些大的金屬區(qū)域能充當(dāng)輻射天線。 3.9.10最小化環(huán)面積

　　保持信號(hào)路徑和它的地返回線緊靠在一起將有助于最小化地環(huán)，因而，也避免了潛在的天線環(huán)。對(duì)于高速單端信號(hào)，有時(shí)如果信號(hào)路徑?jīng)]有沿著低阻的地層走，地線回路可能也必須沿著信號(hào)路徑流動(dòng)來(lái)布置。

　　3.10其它布線策略：

　　采用平行走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容會(huì)增加，如果布局允許，電源線和地線最好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，具體做法是印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，然后在交叉孔處用金屬化孔相連。

　　為了抑制印制板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)盡量避免長(zhǎng)距離的平行走線，盡可能拉開(kāi)線與線之間的距離，信號(hào)線與地線及電源線盡可能不交叉。在一些對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線之間設(shè)置一根接地的印制線，可以有效地抑制串?dāng)_。 3.10.1為了避免高頻信號(hào)通過(guò)印制導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射，在印制線路板布線時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)布線盡可能把同一輸出電流而方向相反的信號(hào)利用平行布局方式來(lái)消除磁場(chǎng)干擾。

　　(2)盡量減少印制導(dǎo)線的不連續(xù)性，例如導(dǎo)線寬度不要突變，導(dǎo)線的拐角應(yīng)大于90度，禁止環(huán)狀走線等。

　　(3)時(shí)鐘信號(hào)引線最容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線時(shí)應(yīng)與地線回路相靠近。

　　(4)總線驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨其欲驅(qū)動(dòng)的總線。對(duì)于那些離開(kāi)印制線路板的引線，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊緊挨著連接器。

　　(5)由于瞬變電流在印制線條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導(dǎo)線的電感成分造成的，因此應(yīng)盡量減小印制導(dǎo)線的電感量。印制導(dǎo)線的電感量與其長(zhǎng)度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線對(duì)抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線。行驅(qū)動(dòng)器或總線驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線常常載有大的瞬變電流，印制導(dǎo)線要盡可能短。對(duì)于分立元件電路，印制導(dǎo)線寬度在1.5mm左右時(shí)，即可完全滿足要求；對(duì)于集成電路，印制導(dǎo)線寬度可在0.2～1.0mm之間選擇。

　　(6)發(fā)熱元件周?chē)虼箅娏魍ㄟ^(guò)的引線盡量避免使用大面積銅箔，否則，長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。

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

　　3.10.2印刷線路板的布線還要注意以下問(wèn)題：

　　(1)專(zhuān)用零伏線，電源線的走線寬度≥1mm；

　　(2)電源線和地線盡可能靠近，以便使分布線電流達(dá)到均衡；

　　(3)要為模擬電路專(zhuān)門(mén)提供一根零伏線；

　　(4)為減少線間串?dāng)_，必要時(shí)可增加印刷線條間距離；

　　(5)有意安插一些零伏線作為線間隔離；

　　(6)印刷電路的插頭也要多安排一些零伏線作為線間隔離；

　　(7)特別注意電流流通中的導(dǎo)線環(huán)路尺寸；

　　(8)如有可能，在控制線(于印刷板上)的入口處加接R-C濾波器去耦，以便消除傳輸中可能出現(xiàn)的干擾因素。

　　3.11 PCB布線通用規(guī)則：

　　在設(shè)計(jì)印制線路板時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)從減小輻射騷擾的角度出發(fā)，應(yīng)盡量選用多層板，內(nèi)層分別作電源層。地線層，用以降低供電線路阻抗，抑制公共阻抗噪聲，對(duì)信號(hào)線形成均勻的接地面，加大信號(hào)線和接地面間的分布電容，抑制其向空間輻射的能力。 (2)電源線。地線。印制板走線對(duì)高頻信號(hào)應(yīng)保持低阻抗。在頻率很高的情況下，電源線。地線?；蛴≈瓢遄呔€都會(huì)成為接收與發(fā)射騷擾的小天線。降低這種騷擾的方法除了加濾波電容外，更值得重視的是減小電源線。地線及其他印制板走線本身的高頻阻抗。因此，各種印制板走線要短而粗，線條要均勻。

　　(3)電源線。地線及印制導(dǎo)線在印制板上的排列要恰當(dāng)，盡量做到短而直，以減小信號(hào)線與回線之間所形成的環(huán)路面積。

　　(4)時(shí)鐘發(fā)生器盡量靠近到用該時(shí)鐘的器件。

　　(5)石英晶體振蕩器外殼要接地。 (6)用地線將時(shí)鐘區(qū)圈起來(lái)，時(shí)鐘線盡量短。

　　(7)印制板盡量使用45°折線而不用90°折線布線以減小高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射與耦合。

　　(8)單面板和雙面板用單點(diǎn)接電源和單點(diǎn)接地；電源線。地線盡量粗。

　　(9) I/O驅(qū)動(dòng)電路盡量靠近印刷板邊的接插件，讓其盡快離開(kāi)印刷板。

　　(10)關(guān)鍵的線要盡量粗，并在兩邊加上保護(hù)地。高速線要短而直。

　　(11)元件引腳盡量短，去耦電容引腳盡量短，去耦電容最好使用無(wú)引線的貼片電容。

　　(12)對(duì)A/D類(lèi)器件，數(shù)字部分與模擬部分地線寧可統(tǒng)一也不要交叉。

　　(13)時(shí)鐘?？偩€。片選信號(hào)要遠(yuǎn)離I/O線和接插件。

　　(14)模擬電壓輸入線。參考電壓端要盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號(hào)線，特別是時(shí)鐘。

　　(15)時(shí)鐘線垂直于I/O線比平行I/O線干擾小，時(shí)鐘元件引腳需遠(yuǎn)離I/O電纜。

　　(16)石英晶體下面以及對(duì)噪聲敏感的器件下面不要走線。

　　(17)弱信號(hào)電路，低頻電路周?chē)灰纬呻娏鳝h(huán)路。

　　(18)任何信號(hào)都不要形成環(huán)路，如不可避免，讓環(huán)路區(qū)盡量校

　　4．PCB板的地線設(shè)計(jì)

　　在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)使用，可解決大部分干擾問(wèn)題。電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地。機(jī)殼地(屏蔽地).數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。

　　在PCB板的地線設(shè)計(jì)中，接地技術(shù)既應(yīng)用于多層PCB,也應(yīng)用于單層PCB。接地技術(shù)的目標(biāo)是最小化接地阻抗，從此減少?gòu)碾娐贩祷氐诫娫粗g的接地回路的電勢(shì)。

　　(1)正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地

　　在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHz,它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1~10MHz時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)波長(zhǎng)的1/20,否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而粗，高頻元件周?chē)M量布置柵格狀大面積接地銅箔。 (2)將數(shù)字電路與模擬電路分開(kāi)電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開(kāi)，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。

　　(3)盡量加粗接地線

　　若接地線很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應(yīng)將接地線盡量加粗，使它能通過(guò)三倍于印制線路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于3mm。

　　(4)將接地線構(gòu)成閉環(huán)路

　　設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制線路板的地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。其原因在于：印制線路板上有很多集成電路元件，尤其遇有耗電多的元件時(shí)，因受接地線粗細(xì)的限制，會(huì)在地結(jié)上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結(jié)構(gòu)成環(huán)路，則會(huì)縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。

　　(5)當(dāng)采用多層線路板設(shè)計(jì)時(shí)，可將其中一層作為“全地平面”，這樣可減少接地阻抗，同時(shí)又起到屏蔽作用。我們常常在印制板周邊布一圈寬的地線，也是起著同樣的作用。

　　(6)單層PCB的接地線

　　在單層(單面)PCB中，接地線的寬度應(yīng)盡可能的寬，且至少應(yīng)為1.5mm(60mil)。由于在單層PCB上無(wú)法實(shí)現(xiàn)星形布線，因此跳線和地線寬度的改變應(yīng)當(dāng)保持為最低，否則將引起線路阻抗與電感的變化。

　　(7)雙層PCB的接地線

　　在雙層(雙面)PCB中，對(duì)于數(shù)字電路優(yōu)先使用地線柵格/點(diǎn)陣布線，這種布線方式可以減少接地阻抗。接地回路和信號(hào)環(huán)路。像在單層PCB中那樣，地線和電源線的寬度最少應(yīng)為1.5mm。

　　另外的一種布局是將接地層放在一邊，信號(hào)和電源線放于另一邊。在這種布置方式中將進(jìn)一步減少接地回路和阻抗。此時(shí)，去耦電容可以放置在距離IC供電線和接地層之間盡可能近的地方。