基于雙面印制板的電磁兼容性設(shè)計(jì)

雙面印制板的供電線路是由軌線組成的，為減小供電用軌線對(duì)的特性阻抗，供電軌線和地軌線應(yīng)盡可能地寬，并且利用正反面使它們相互平行靠近，若可能的話相互放置對(duì)應(yīng)面，使供電環(huán)路面積減小到最低程度。不同的供電環(huán)路不要相互重疊，以便于減小電磁的干擾。

2.4退耦電容的配置

雙面板上采用軌線對(duì)供電，除了注意軌線對(duì)的走線方式，同時(shí)應(yīng)在每片集成電路旁加容量為0.01～0.10 uF的高頻去耦電容，還應(yīng)在印制板連接的電源軌線對(duì)引入處加一個(gè)高頻去耦電容和一個(gè)容量1～10 uF的低頻濾波電容，以進(jìn)一步提高電源去耦濾波的低頻特性。

3 信號(hào)線的布置

3.1 不相容的信號(hào)應(yīng)相互隔離

高頻與低頻、電流大與電流小、數(shù)字與模擬信號(hào)是不相容的。在考慮了不相容元器件的位置后，在信號(hào)線的布置上仍應(yīng)該注意它們之間的隔離，以免相互之間產(chǎn)生耦合干擾。一般可采取以下措施：

(1)不相容的信號(hào)線應(yīng)相互遠(yuǎn)離，不要平行；分布在正反兩面的信號(hào)線應(yīng)相互垂直。以減少線間的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的耦合干擾。

(2)高速信號(hào)線尤其是時(shí)鐘線應(yīng)盡可能地短，必要時(shí)可在高速信號(hào)線的兩邊加隔離地線。

(3)作為單元電路的輸入、輸出的信號(hào)線應(yīng)布置在各自區(qū)域，不要交叉。

3.2盡量減小信號(hào)環(huán)路的面積

減小信號(hào)環(huán)路面積，減少環(huán)路的重疊，對(duì)于大電流環(huán)路抗串?dāng)_尤為重要。在雙面板上，信號(hào)線及其回流線應(yīng)該緊靠一起布置，最好每條信號(hào)線都有自己的回流線，尤其是直流放大器，否則容易給電路造成干擾。

4 其它電磁兼容性措施

4.1 走線形狀不要有纏結(jié)和分支或硬拐角

因?yàn)槟菢涌赡軙?huì)破壞導(dǎo)線特性阻抗的一致性或?qū)е路瓷浜彤a(chǎn)生諧波或局部高電壓引起放電現(xiàn)象。一般優(yōu)先選用和避免采用的印制導(dǎo)線形狀，如圖6所示。

4.2在敏感元器件接線端頭和印制板的邊框用地、環(huán)保護(hù)起來，如圖7所示。注意保護(hù)環(huán)不能充當(dāng)電流回線，只能單點(diǎn)接地。

4.3不要在印制板上留下空白的銅皮層。因?yàn)樗鼈兗瓤赡艹洚?dāng)發(fā)射天線，也可能充當(dāng)接收天線，必須將它們接地。

4.4 I/O驅(qū)動(dòng)電路盡可能靠近印制板邊，讓它們盡快地離開印制板。

4.5 閑置不用的門電路輸入、輸出不要懸空；閑置不用的運(yùn)算放大器同相輸入端要接地，反相輸入端接其輸出。

5 有選擇地使用自動(dòng)布線

印制板布線大多采用布線軟件來進(jìn)行自動(dòng)布線，這是造成印制板電磁兼容性能力下降的主要原因。自動(dòng)布線軟件事先根據(jù)人為規(guī)定方法進(jìn)行布線，其布線的原則大多數(shù)都是充分利用印制板的面積資源，目前尚未見到有判斷識(shí)別相鄰件或線相容性能力的自動(dòng)布線軟件。由于雙面印制板的可用面積資源有限，所以設(shè)計(jì)者應(yīng)謹(jǐn)慎使用自動(dòng)布線，親自參與一部分布線工作。一般手工操作的有：

印制板區(qū)域的分割(元器件的布置)；

地線與供電線的布置；

高速信號(hào)線的布置(可首批自動(dòng)布線)；

敏感器件的線及線端保護(hù)等。

6 結(jié)束語

本文從實(shí)用的角度討論了雙面印制電路設(shè)計(jì)中的電磁兼容性技術(shù)。根據(jù)我們多年在單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)，力求從實(shí)用的角度出發(fā)，給出了雙面印制板設(shè)計(jì)中的一些相應(yīng)抗干擾措施。