單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的誤區(qū)與對策

提起PCB布線，許多工程技術(shù)人員都知道一個傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)：正面橫向走線、反面縱向走線，橫平豎直，既美觀又短捷；還有個傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)是：只要空間允許，走線越粗越好?？梢悦鞔_地說，這些經(jīng)驗(yàn)在注重EMC的今天已經(jīng)過時。

要使單片機(jī)系統(tǒng)有良好的EMC性能，PCB設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。一個具有良好的EMC性能的PCB，必須按高頻電路來設(shè)計(jì)——這是反傳統(tǒng)的。單片機(jī)系統(tǒng)按高頻電路來設(shè)計(jì)PCB的理由在于：盡管單片機(jī)系統(tǒng)大部分電路的工作頻率并不高，但是EMI的頻率是高的，EMC測試的模擬干擾頻率也是高的[5]。要有效抑制 EMI，順利通過EMC測試，PCB的設(shè)計(jì)必須考慮高頻電路的特點(diǎn)。PCB按高頻電路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是：

（1）要有良好的地線層。良好的地線層處處等電位，不會產(chǎn)生共模電阻偶合，也不會經(jīng)地線形成環(huán)流產(chǎn)生天線效應(yīng)；良好的地線層能使EMI以最短的路徑進(jìn)入地線而消失。建立良好的地線層最好的方法是采用多層板，一層專門用作線地層；如果只能用雙面板，應(yīng)當(dāng)盡量從正面走線，反面用作地線層，不得已才從反面過線。

（2）保持足夠的距離。對于可能出現(xiàn)有害耦合或幅射的兩根線或兩組或要保持足夠的距離，如濾波器的輸入與輸出、光偶的輸入與輸出、交流電源線與弱信號線等。

（3）長線加低通濾波器。走線盡量短捷，不得已走的長線應(yīng)當(dāng)在合理的位置插入C、RC或LC低通濾波器。

（4）除了地線，能用細(xì)線的不要用粗線。因?yàn)镻CB上的每一根走線既是有用信號的載體，又是接收幅射干擾的干線，走線越長、越粗，天線效應(yīng)越強(qiáng)。

5 誤區(qū)之五：IC芯片的封裝形式不影響性能

眾所周知，IC芯片的封裝貼片式和雙列直插式之分。一般認(rèn)為：貼片式和雙列直插式的區(qū)別主要是體積不同和焊接方法不同，對系統(tǒng)性能影響不大。其實(shí)不然。

前面說到，PCB上每一根走線都存在天線效應(yīng)?，F(xiàn)在要說，PCB上的每一個元件也存在天線效應(yīng)，元件的導(dǎo)電部分越大，天線效應(yīng)越強(qiáng)。所以，同一型號芯片，封裝尺寸小的比封裝尺寸大的天線效應(yīng)弱。這就解釋了許多工程師已經(jīng)注意到的一個現(xiàn)象：同一裝置，采用貼片元件比采用雙列直插元件更易通過EMC測試。

此外，天線效應(yīng)還跟每個芯片的工作電流環(huán)路有關(guān)。要削弱天線效應(yīng)，除了減小封裝尺寸，還應(yīng)盡量減小工作電流環(huán)路尺寸、降低工作頻率和di/dt。留意最新型號的IC芯片（尤其是單片）的管腳布局會發(fā)現(xiàn)：它們大多拋棄了傳統(tǒng)方式——左下角為GND右上角為 VCC，而將VCC和GND安排在相鄰位置，就是為了減小工作電流環(huán)路尺寸。

實(shí)際上，不僅是IC芯片，電阻、電容封裝也與EMC有關(guān)。用0805封裝比1206封裝有更好的EMC性能，用0603封裝又比0805封裝有更好的EMC性能。目前國際上流行的是0603封裝。