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47條來自實(shí)戰(zhàn)總結(jié)的PCB布局降低噪聲checklists

 甲基丁酸 2017-06-03

47條來自實(shí)戰(zhàn)總結(jié)的PCB布局降低噪聲checklists

2017-06-02 電子工程師時(shí)間
電子工程師時(shí)間

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前面介紹了EMI、應(yīng)對(duì)EMI的PCB布局原則

以下列出在量產(chǎn)線路板之前的詳細(xì)檢查表,這些檢查項(xiàng)目是集合巿場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)作應(yīng)用的經(jīng)典。


一 抑制噪聲源

  1. 在符合設(shè)計(jì)規(guī)格的前提下,使用最低頻率的時(shí)鐘以及最和緩的上升時(shí)間。

  2. 如果時(shí)鐘電路在電路板外,則將相關(guān)之時(shí)序電路(如MCU)靠近連接器,否則,就放在母板中間。

  3. 將震蕩器平放于PCB并接地。

  4. 盡可縮小時(shí)序信號(hào)的循環(huán)區(qū)域。

  5. 將數(shù)位I/O驅(qū)動(dòng)器(digital I/O driver)放置于PCB外緣。

  6. 將進(jìn)入PCB的信號(hào)予以適當(dāng)濾波。

  7. 將離開PCB的噪聲信號(hào)予以適當(dāng)濾波。

  8. 使用碟狀陶瓷電容(disk ceramic capacitor)或是多層陶瓷電容(multilayer ceramic capacitor) 做為數(shù)位邏輯IC的削尖電容。

  9. 盡量將數(shù)位IC之despiking capacitor靠近IC旁邊。

  10. 使用排線包裝的OP放大器,將'+'端接地,以'-'端作為輸入信號(hào)端。

  11. 提供適當(dāng)?shù)耐徊ㄗ枘?surge absorber)給繼電器線圈。

  12. 使用45度角(圓弧更佳)的繞線以取代90度角來減少高頻輻射。

  13. 如果需要,在產(chǎn)生高頻噪聲的電源線用feed-through capacitor連接外部。

  14. 如果需要,在產(chǎn)生高頻噪聲的電源線串接陶鐵磁珠(ferrite bead)以濾除高頻噪聲。

  15. 將shield cable兩端均接地(但并非作為地線),以降低電磁輻射。


2 減少噪聲耦合

  1. 如果經(jīng)濟(jì)許可,使用多層電路板來分開PCB上不同性質(zhì)的電路。4層板PCB,通常外面的兩層為訊號(hào), 中間兩層為電源層(power layer)與地線層(ground layer)。如電路板為數(shù)位類比混合電路,應(yīng)將數(shù)位與類比的跑線分別布線, 最后再將地線予以單點(diǎn)連接。

  2. 對(duì)單層及雙層線路板使用單點(diǎn)電源和接地的布局。如采用雙層線路板制作以微處理器為基礎(chǔ)的控制板(數(shù)位類比混合電路), 則應(yīng)特別注意數(shù)位與類比電路『電源線』與『地線』的布局。

  3. 選用芯片組以縮短時(shí)序的傳輸線。

  4. 將digital I/O芯片組安置于PCB邊緣并靠近連接器。

  5. 高速邏輯閘僅限用于特定功能之電路。

  6. 對(duì)電源和接地使用寬繞線。

  7. 保持時(shí)序繞線、總線和芯片致能與I/O腳位和連接器分隔開。

  8. 盡量將數(shù)位信號(hào)線路(尤其是時(shí)鐘信號(hào))遠(yuǎn)離類比輸入和電壓參考腳位。

  9. 當(dāng)與混合信號(hào)轉(zhuǎn)換器并用時(shí),勿將數(shù)位和類比線路相交,信號(hào)的繞線要彼此遠(yuǎn)離。

  10. 分隔噪聲與低階類比訊號(hào)腳位。

  11. 將時(shí)序信號(hào)與I/O信號(hào)垂直繞線。

  12. 將時(shí)序電路遠(yuǎn)離I/O訊號(hào)線。

  13. 盡量使敏感腳位的長度愈短愈好。

  14. 用寬扁的繞線處理重要的線路,并在繞線的每一邊采用接地保衛(wèi)環(huán)。

  15. 勿將敏感的訊號(hào)線與高電流、快速交換信號(hào)并行。

  16. 縮短解耦電容的腳位長度。

  17. 高頻線路應(yīng)保持短而直接。

  18. 縮短時(shí)序與其他周期性信號(hào)的繞線長度。

  19. 避免繞線于震蕩器和其它對(duì)噪聲極度敏感的電路之下。

  20. 過濾任何進(jìn)入包含敏感線路的訊號(hào)線。

  21. 當(dāng)?shù)碗A信號(hào)與噪聲腳位位于同一個(gè)連接器上時(shí),例如扁狀電線(flat cable),盡量將之分離并以地線置于其間。

  22. 避免低階(low-level)、低頻(low-frequency)電路的接地回路(ground loop)。

  23. 將噪聲線扭絞(twisted)以抵消相互間之耦合與電磁輻射。

  24. 使用所有IC內(nèi)的電源和接地腳位,勿空接。


三 降低噪聲吸收

  1. 盡量避免任何信號(hào)循環(huán),否則就減少循環(huán)范圍。

  2. 分隔信號(hào)、噪聲和硬件電源和接地。

  3. 使用可選擇頻率的濾波器來應(yīng)用。

  4. 連接所有未用到的輸入到電源或接地。

  5. 在所有的類比參考電壓加旁路電容。

  6. 將管狀電容(tubular capacitor)的外圍箔片接地。

  7. 將電解電容并聯(lián)一個(gè)高頻電容。

  8. 對(duì)高效率類比及混合信號(hào)ICS不要使用IC座。



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