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印制电路板上的搅扰及按捺

印制电路板设计是电子产品制作的重要环节,其合理与否不仅关系到电路在装配、焊 接、调试和检修过程中是否方便,而且直接影响到产品的质量与电气性能,

印制电路板规划是电子产品制造的重要环节,其合理与否不只关系到电路在装置、焊 接、调试和检修过程中是否便利,并且直接影响到产品的质量与电气功用,乃至影响到电路功用能否完成。因而,把握印制电路板的规划方法十分重要。

一般说来,印制电路板的规划不需求谨慎的理论和准确的核算,布局排板并没有一致的固定方式。关于同一张电路原理图,因为思路不同、习气纷歧、技巧各异,就会呈现各种规划方案,成果具有很大的灵活性和离散性。

印制电路板的规划是电子常识的归纳运用,需求有必定的技巧和丰厚的经历。这首要取决于规划者对电路原理的了解程度,以及元器材布局、布线的作业经历。关于初学者来说,首要便是要熟练把握电路的原理和一些根本布局、布线准则。然后经过很多的实践,在实践中探索、领会并把握布局、布线准则,堆集经历,才干不断地进步印制电路板的规划水平。

印制电路板上的搅扰及按捺

搅扰现象在整机调试中经常呈现,其原因是多方面的。不只有外界要素构成的搅扰(如电磁波),并且印制电路板绝缘基板的挑选、布线不合理、元器材布局不妥等都或许构成搅扰,这些搅扰在电路规划和排版规划中如予以注重,则可彻底防止。相反,假如不在规划中考虑,便会呈现搅扰,使规划失利。

(一)电源搅扰与按捺

任何电子产品都需求电源供电,并且绝大多数是由沟通市电经过降压、整流、稳压后供应。供电电源的质量直接影响整机的技术指标,而电源的质量除原理规划本身外;工艺布线和印制电路板规划不合理,去耦电容放置的方位不正确,都会发生搅扰,特别是沟通电源的搅扰。例如在图2-7所示的稳压电路中,整流管接地过远,沟通回路的滤波电容与直流电源 的取样电阻共用一段导线接地,都会因为布线不合理导致直流回路彼此相连,构成沟通信号对直流信号发生搅扰,使电源质量下降。

在印制电路板上,若直流电源的去耦电容所放方位不正确,也起不到去耦的效果。一般用铝电解电容器(lOF左右)滤除低频搅扰并将其放置在电路板电源入口处(不引荐);陶瓷电容器(0.1uF-680pF)用于滤除高频搅扰,有必要将其挨近集成电路的电源端且与其地线衔接 (引荐),如图2-8所示。陶瓷电容的容量依据1C的速度和电路的作业频率挑选,速度越快,频率越高,电容量越小。

(二)磁场的搅扰及按捺

印制电路板的特色是使元器材装置紧凑、衔接密布,这一特色无疑是印制电路板的长处。假如规划不妥,这一特色就会给整机带来费事。例如印制电路板散布参数构成的搅扰、元器材彼此之间的磁场搅扰等,在排版规划中有必要引起注重。

1.印制导线间的寄生耦合

两条相距很近的平行导线,它们之间的散布参数可等效为彼此耦合的电感和电容。当信号从一条线中经过期,另一条线内也会发生感应信号,感应信号的巨细与电流的流向、原始的频率及功率有关,此感应信号便是由散布参数发生的搅扰源。为了按捺这种搅扰,排版前应剖析原理图,差异强弱信号线,使弱信号线尽童短,并防止与其他信号 线平行;若不能防止平行线,能够摆开两平行线的间隔 或在两平行导线间布上一根地线。关于双面板,两面的印制导线走向要彼此笔直,尽量防止平行布线,如图 2-9所示。这些方法能够削减散布参数构成的搅扰。

2.磁性元件的搅扰

磁性元件对电路也会构成搅扰。例如,扬声器、电磁铁发生的稳定磁场,高频变压器、继电器等发生的改变磁场,不只对周围元件发生搅扰,一同对印制导线也会发生影响。按捺这些搅扰的方法有:

1)两个磁元件的彼此方位应使两个磁场方向彼此笔直,这样做使它们之间的耦合最弱。

2)选用导磁资料对搅扰源进行磁屏蔽,它有两种方式:一是用屏蔽罩进行屏蔽,并且 屏蔽罩要杰出接地;二是用铁氧体磁珠套在元器材的引脚上完成屏蔽。

(三)热搅扰及按捺

温度升高构成的搅扰在印制电路板规划中也应引起留意。例如,晶体管是一种温度灵敏 器材,特别是锗资料的半导体器材,更易受环境温度的影响而使作业点漂移,构成整个电路 功用发生改变,因而在排版时应予以考虑。

1)对发热元器材,应优先组织在有利于散热的方位,尽量不要把几个发热元器材放在一同。必要时可独自设置散热片或加散热用的电扇以降低温度对挨近元器材的影响。

2)关于温度灵敏的元器材,如晶体管、%&&&&&%、大容量的电解%&&&&&%器和其他热敏元件等,不宜放在热源邻近或设备的上部。

(四)地线的公共阻抗搅扰及按捺

电子线路作业时,需求直流电源供电,直流电源的某一极往往作为丈量各点电压的参考点,与此一极衔接的导线即为电路的地线。它表明零电位的概念。但在实践的印制电路板上,因为地线具有必定的电阻和电感,在电路作业时,地线具有必定的阻抗,当地线中有电流流过期,因阻抗的存在,必定在地线上发生压降,这个压降使地线上各点电位都不持平,这就对各级电路带来影 响,如图2-10所示。因为电源供给的电流,既有直流重量也有沟通重量,因而在地线中,因为地线阻抗发生的电压 降,除直流电压降外,还有各种频率成分的沟通电压降,这 些沟通电压降加在电路中,就构成了电路单元间的彼此搅扰。

试验证明:流过印制导线的电流频率越高,感抗成分占 整个阻抗的份额越大,搅扰也就越大。例如,一块铜箔厚度为35um的印制电路板,印制导线宽度为lmm,则每10mm的电阻值为左右,其电感量为4nH左右,用公式

核算一下感抗,在10MHz时Xl=0.25Ω,在1000MHz时则是25Ω。当印制导线上瞬间有峰值1A的脉冲状噪声电流经过期,发生的噪声压降很大,影响电路正常作业,构成这类搅扰的首要原因在于两个以上回路共用一段地线。为战胜地线公共阻抗的搅扰,在地线布设时应遵从以下几个准则:

1)地线一般布设在印制电路板边际,以便于印制电路板装置在机壳底座或机架上。

2)对低频信号地线,选用一点接地的准则。假如构成多点接地,会呈现闭合的接地环路,当低频或脉冲磁场穿过该环路时将发生磁感应噪声,所以不同接地址之间会呈现地电位差,构成搅扰。一般一点接地有以下两种方式。

①串联式一点接地,如图2-11所示。各单元电路一点接地于公共地线,但各电路离电源远近不同,离电源最远的C回路因地线阻抗大所受的搅扰大,而离电源最近的A回路因地线阻抗小所受的搅扰最小。因为各电路抗搅扰的才能不同,所以在这种地线体系中,除了要规划低阻抗地线外,还应将易受搅扰的灵敏电路单元尽或许挨近电源。串联式一点接地能有用地防止公共阻抗和接地闭合回路构成的搅扰,并且简略经济,在电路中被广泛选用。

②并联式一点接地,如图2-12所示。以面积足够大的铜箔作为接地母线,并直接接到电位基准点,滞要接地的各部分就近接到该母线上。因为接地母线阻抗很小,故能够把公共阻抗搅扰减弱到答应程度。

3)在小信号模仿电路和大信号功放电路并存的电路中,选用大、小信号地线分隔的方法。大信号地线在布局时,接地址应组织在挨近电源的当地;小信号地线在布局时,接地址应组织在远离电源的当地。

4){频电路宜选用多点接地。在高频电路中应尽童扩展印制电路板上地线的面积,这样能够有用削减地线的阻抗。关于双固板,可利用其间一个导电平面作为基准地,需求接地的各部分可就近接到该基准地上。因为导电平面的高频阻抗很低,所以遍地的基准电位比较挨近,可有用地削减地线的阻抗。

5)在一块印制电路板上,假如一同布设模仿电路和数字电路,两种电路的地线要彻底 分隔,如图2-13所示。供电也要彻底分裕以按捺它们彼此搅扰。

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