PCB布局检查清单的前14项
前14名 PCB布局 检查表
在设计PCB时,为了使高频电路板的设计更加合理,并具有更好的抗干扰性能,应考虑以下几个方面:
(1)合理选择层数。在PCB设计中布线高频电路板时,使用中间内层作为电源和接地层,可以起到屏蔽作用,有效降低寄生电感,缩短信号线长度,并最大限度地减少信号间的串扰。
(2)布线方法:布线必须以 45° 角或弧形弯曲,这样可以减少高频信号的发射及其耦合。
(3)轨迹长度:轨迹长度越短越好,两条线之间的平行距离越短越好。
(4)过孔数量:过孔数量越少越好。
(5)层间布线方向 层间布线方向应为垂直方向,即顶层水平布线,底层垂直布线。这样可以减少信号间的干扰。
(6)铜涂层 添加接地铜涂层可以减少信号之间的干扰。
(7)接地:将重要信号线接地可以显著提高信号的抗干扰能力。当然,也可以将干扰源接地,使其不会干扰其他信号。
(8)信号线 信号线不能形成环路,需要以菊花链的方式布线。
优先布线关键信号线:模拟小信号、高速信号、时钟信号、同步信号等关键信号优先布线。密度优先原则:从板上连接最复杂的器件开始布线。从板上最密集的区域开始布线。注意:a. 尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专用布线层,并确保最小环路面积。必要时,应采用手动优先布线、屏蔽、增加安全距离等方法。确保信号质量。b. 电源层和地层之间的电磁兼容性(EMC)环境较差,因此应避免布置对干扰敏感的信号。c. 有阻抗控制要求的网络应尽可能按照线长和线宽要求进行布线。
时钟线是影响电磁兼容性(EMC)的关键因素之一。时钟线上的孔洞应尽可能少,尽量避免与其他信号线并联,并远离通用信号线,以免相互干扰。同时,应避开电路板上的电源部分,防止电源和时钟线相互干扰。如果电路板上有专用的时钟生成芯片,则任何走线都不得在其下方布线。应在其下方铺设铜箔,必要时可专门为其开接地。对于多个芯片引用的晶体振荡器,走线不得在其下方布线,并应铺设铜箔进行隔离。
在PCB布线中,直角布线通常应尽量避免,几乎已成为衡量布线质量的标准之一。那么,直角布线会对信号传输造成多大影响呢?理论上,直角布线会导致传输线的线宽发生变化,从而造成阻抗不连续。实际上,不仅是直角布线,圆角和锐角布线也可能导致阻抗变化。直角布线对信号的影响主要体现在三个方面:首先,拐角处相当于传输线上的一个容性负载,会减慢信号的上升时间;其次,阻抗不连续会导致信号反射;第三,直角尖端会产生电磁干扰(EMI)。
(1)对于高频电流,当导线弯曲成直角甚至锐角时,弯曲处附近的磁通密度和电场强度相对较高,会辐射出强烈的电磁波,此处的电感体积会更大,电阻也会比钝角或圆角更大。
(2)对于数字电路的总线布线,布线弯折处通常为钝角或圆角,布线面积相对较小。在相同的线间距条件下,总线间距比直角弯折处小0.3倍。
参见:差分布线和阻抗匹配
a. 抗干扰能力强,因为两条差分线路之间的耦合性非常好。当外部噪声干扰时,噪声几乎同时耦合到两条线路上,接收端只需关注两个信号之间的差值。因此,外部共模噪声可以被完全抵消。
b. 它可以有效抑制电磁干扰。同样地,由于两个信号的极性相反,它们辐射的电磁场可以相互抵消。耦合越紧密,释放到外界的电磁能量就越少。
c. 精确的时序定位。由于差分信号的开关变化位于两个信号的交点处,与依靠高低阈值电压判断的普通单端信号不同,它受工艺和温度的影响较小,可以减少时序误差,也更适用于低幅值信号的电路。目前流行的LVDS(低压差分信号)技术指的就是这种小幅值差分信号技术。
对于PCB工程师来说,最重要的问题是如何确保差分布线的优势能够在实际布线中得到充分发挥。或许任何接触过版图设计的人都会理解差分布线的基本要求,即“等长等距”。
等长布线是为了确保两个差分信号始终保持相反的极性,从而降低共模分量;等距布线主要是为了确保两个差分信号的差分阻抗一致,从而降低反射。“尽可能靠近”的原则有时也是差分布线的要求之一。
差分信号在高速电路设计中应用越来越广泛。电路中最关键的信号通常采用差分结构设计。定义:通俗地说,就是驱动端发送两个大小相等、方向相反的信号。接收端通过比较这两个电压之间的差值来判断逻辑状态“0”或“1”。承载差分信号的一对走线称为差分走线。
与普通的单端信号布线相比,差分信号最显著的优势体现在以下三个方面:a. 抗干扰能力强,因为两条差分线路之间的耦合性非常好。当外部噪声干扰时,噪声几乎同时耦合到两条线路上,接收端只需关注两条信号之间的差值。因此,外部共模噪声可以被完全抵消。b. 能有效抑制电磁干扰。同样,由于两条信号的极性相反,它们辐射的电磁场可以相互抵消。耦合性越强,释放到外界的电磁能量就越少。
精确的时序定位。由于差分信号的开关变化位于两个信号的交点处,与依赖高低阈值电压判断的普通单端信号不同,它受工艺和温度的影响较小,可以减少时序误差,也更适合低幅值信号的电路。目前流行的LVDS(低压差分信号)指的就是这种小幅值差分信号技术。对于PCB工程师来说,最重要的问题是如何确保在实际布线中充分发挥差分布线的优势。任何接触过版图设计的人都会了解差分布线的一般要求,即“等长等距”。等长是为了确保两个差分信号始终保持极性相反,从而减少共模分量;等距主要是为了确保两个差分信号的阻抗一致,从而减少反射。“尽可能靠近”的原则有时也是差分布线的要求之一。
对于PCB工程师来说,最重要的问题是如何确保差分布线的优势在实际布线中得到充分发挥。任何接触过版图设计的人都会理解差分布线的基本要求,即“等长等距”。等长是为了确保两个差分信号始终保持极性相反,从而降低共模分量;等距主要是为了确保两个信号的差分阻抗一致,从而降低反射。“尽可能靠近”的原则有时也是差分布线的要求之一。
蛇形线是一种布局中常用的布线方式。它的主要目的是调整延迟,满足系统时序设计要求。设计人员首先必须了解:蛇形线会降低信号质量并改变传输延迟,因此布线时应尽量避免使用。然而,在实际设计中,为了确保信号具有足够的保持时间,或减少同一组信号之间的时延,有时不得不特意采用蛇形线布线。
注意:成对出现的差分信号线通常并联布线,并尽可能减少孔的数量。如果必须钻孔,则两条线应同时钻孔以实现阻抗匹配。具有相同属性的总线组应尽可能并排布线,并保持长度一致。从焊盘引出的过孔应尽可能远离焊盘。
即使整个PCB板的布线都做得完美无缺,电源和地线布线考虑不周造成的干扰也会降低产品性能,有时甚至会影响产品的成功率。因此,必须认真对待电源和地线的布线,最大限度地减少电源和地线产生的噪声干扰,以确保产品质量。
所有从事电子产品设计的工程师都了解地线和电源线之间噪声的成因。现在我们只介绍一种简化的噪声抑制方法:
(1)众所周知,在电源线和地线之间添加去耦电容。(2)尽量加宽电源线和地线的宽度。最好地线比电源线更宽。它们的粗细关系为:地线>电源线>信号线。通常,信号线的宽度为0.2-0.07mm,电源线为1.2~2.5mm。对于数字电路PCB,可以使用较宽的地线形成回路,即形成接地网络(模拟电路的地线不能这样使用)。(3)使用大面积的铜层作为地线,并将印刷电路板上所有未使用的区域接地。或者,可以制作多层板,电源线和地线各占一层。
对于过孔密集的区域,应注意避免电源层和接地层的空心区域中的过孔相互连通,从而造成平面层的分割,破坏平面层的完整性,进而增加接地层中信号线的环路面积。
地面环路规则:
最小环路规则是指信号线及其环路形成的环路面积应尽可能小。环路面积越小,外部辐射越少,接收到的外部干扰也越小。
设备解耦规则:
A. 在印刷电路板上添加必要的去耦电容,以滤除电源上的干扰信号并稳定电源信号。在多层板中,去耦电容的位置通常要求不高,但对于双层板,去耦电容的布局和电源的布线将直接影响整个系统的稳定性,有时甚至会影响设计的成败。B. 在双层板设计中,电流通常应先经过滤波电容滤波,然后再被器件使用。C. 在高速电路设计中,去耦电容能否正确使用与整个电路板的稳定性息息相关。
如今,许多印刷电路板不再是单一功能电路(数字电路或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合组成。因此,布线时必须考虑它们之间的相互干扰,特别是地线上的噪声干扰。
数字电路的频率很高,而模拟电路的灵敏度很高。对于信号线,高频信号线应尽可能远离敏感的模拟电路器件。对于地线,整个PCB板只有一个与外界连接的节点,因此数字和模拟共地问题必须在PCB板内部处理。然而,数字地和模拟地在板内实际上是分开的,它们彼此不连接,仅在PCB板与外界连接的接口处(例如插头等)连接。数字地与模拟地略微短路,注意只有一个连接点。PCB板上也可能存在不同的地线,这取决于系统设计。
在多层印刷电路板布线时,信号层上未完成的线路并不多。增加层数会造成浪费,增加生产工作量,成本也会相应增加。为了解决这一矛盾,可以考虑在电气(接地)层上布线。应首先考虑电源层,然后再考虑接地层,因为这样最有利于保持布线的完整性。
在大面积接地(电力)中,常用元件的引脚都连接到接地层上。连接引脚的处理需要全面考虑。从电气性能角度来看,元件引脚的焊盘最好与铜表面完全接触,但元件焊接组装过程中也存在一些潜在危险,例如:①焊接需要大功率加热器。
②容易产生虚焊点。因此,考虑到电气性能和工艺要求,设计了一种十字形焊盘,称为散热片,俗称导热垫(Thermal)。这样可以消除焊接过程中因横截面散热过大而导致虚焊点的可能性,大大降低虚焊点的产生。多层板电源(接地)层引脚的处理方法相同。
在许多CAD系统中,布线是基于网络系统确定的。如果网格过于密集,即使增加了通道数,步长也会过小,导致图像区域的数据量过大。这必然会提高设备的存储空间需求,并对计算机电子产品的计算速度产生显著影响。某些路径会变得无效,例如被元件引脚焊盘或安装孔占据的路径。网格过于稀疏、通道数过少也会严重影响布线效率。因此,必须采用密度合理的网格系统来支持布线。
标准元件的引脚之间的距离为 0.1 英寸(2.54 毫米),因此网格系统的基础通常设置为 0.1 英寸(2.54 毫米)或小于 0.1 英寸的整数倍,例如:0.05 英寸、0.025 英寸、0.02 英寸等。
布线设计完成后,需要仔细检查布线设计是否符合设计者设定的规则,并确认这些规则是否满足印刷电路板生产工艺的要求。一般检查内容包括以下几个方面:
(1)导线与导线、导线与元件焊盘、导线与通孔、元件焊盘与通孔以及通孔与通孔之间的距离是否合理,并符合生产要求。(2)电源线和地线的宽度是否合适,电源线和地线是否紧密耦合(低波阻抗)?PCB上是否存在可以加宽地线的位置?(3)关键信号线是否已采取最佳措施,例如保持最短长度、添加保护线以及明确分离输入输出线?(4)模拟电路和数字电路部分是否具有独立的地线?(5)PCB上添加的图形(例如图标和标签)是否会导致信号短路?(6)是否需要修改一些不理想的线型?(7)PCB上是否添加了工艺线?阻焊层是否符合生产工艺要求,阻焊层尺寸是否合适,以及字符标记是否压印在器件焊盘上,以避免影响电子组装质量? (8)多层板电源接地层外框边缘是否缩减。如果电源接地层的铜箔暴露在板外,容易造成短路。
为了减少线路间的串扰,应确保线路间距足够大。当线路中心间距不小于线路宽度的3倍时,可以维持70%的电场强度而不发生相互干扰,这被称为3W规则。如果需要达到98%的电场强度而不发生相互干扰,可以使用10W的间距。
(1)时钟、复位、100M以上信号以及一些关键总线信号和其他信号线的布线必须遵循3W原则。同一层和相邻层上不应有过长的平行线,链路上的过孔数量应尽可能少。
(2)高速信号过孔数量的问题。一些器件规范对高速信号过孔数量有严格的要求。互连原则是,除了必要的引脚扇出过孔外,严禁在内层钻孔。对于额外的过孔,他们布置了8G PCIe 3.0走线并钻了4个过孔,没有出现问题。
(3)同一层时钟信号与高速信号之间的中心距必须严格满足3H(H为布线层到回流焊层的距离);相邻层的信号严禁重叠。建议也遵循3H原则。关于上述串扰问题,可以使用相关工具进行检查。
200+个顶级PCB布局审查清单
关于PCB布线和布局的检查清单, 电路设计机箱、电子元件选择、线缆和连接器等。
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| 技术规格内容 | |
1 | PCB布线和布局 | PCB布线和布局隔离标准:强弱电流隔离、大小电压隔离、高低频隔离、输入输出隔离、数模隔离、输入输出隔离的边界标准为一个数量级差异。隔离方法包括:空间隔离和地线隔离。 | |
2 | PCB布线和布局 | 晶体振荡器应尽可能靠近集成电路,并且导线应更粗。 | |
3 | PCB布线和布局 | 晶体振荡器外壳接地 | |
4 | PCB布线和布局 | 当时钟线路通过连接器输出时,连接器上的引脚应与时钟线引脚周围的接地引脚连接。 | |
5 | PCB布线和布局 | 模拟电路和数字电路应分别拥有各自的电源和接地路径。如果可能,应尽可能拓宽这两部分电路的电源和接地路径,或者使用独立的电源层和接地层,以降低电源和接地回路的阻抗,并减少电源和接地回路中可能存在的干扰电压。 | |
6 | PCB布线和布局 | 独立工作的PCB的模拟地和数字地可以连接到系统接地点附近的一个点。如果电源电压一致,模拟电路和数字电路的电源可以在电源输入端的同一点连接。如果电源电压不一致,则在两个电源附近并联一个1~2nF的电容,以提供两个电源之间的信号回流通路。 | |
7 | PCB布线和布局 | 如果将PCB板插入主板,则主板模拟电路和数字电路的电源和地线也应分开。模拟地和数字地线连接到主板的接地端。电源连接到靠近系统接地端的单点。如果电源电压稳定,则模拟电路和数字电路的电源连接到电源输入端的单点。如果电源电压不稳定,则在两个电源附近并联一个1~2nF的电容,以提供两个电源之间的信号回流通路。 | |
8 | PCB布线和布局 | 当高速、中速和低速数字电路混合使用时,应在印刷电路板上为它们分配不同的布局区域。 | |
9 | PCB布线和布局 | 底层模拟电路和数字逻辑电路应尽可能分离。 | |
10 | PCB布线和布局 | 在设计多层印刷电路板时,电源层应靠近接地层,并布置在接地层下方。 | |
11 | PCB布线和布局 | 在设计多层印刷电路板时,布线层应紧邻整个金属平面布置。 | |
12 | PCB布线和布局 | 设计多层印刷电路板时,应将数字电路和模拟电路分开,并在条件允许的情况下将数字电路和模拟电路布置在不同的层上。如果必须布置在同一层,可以通过挖沟、添加接地线等方式将它们分开。模拟电路和数字电路的接地和电源必须分开,不能混用。 | |
13 | PCB布线和布局 | 时钟电路和高频电路是主要的干扰和辐射源,必须将它们分开布置,并远离敏感电路。 | |
14 | PCB布线和布局 | 注意长距离传输过程中的波形失真 | |
15 | PCB布线和布局 | 减少干扰源和敏感电路环路面积的最佳方法是使用双绞线和屏蔽线,将信号线和地线(或载流环路)绞合在一起,以最大限度地减少信号线和地线(或载流环路)之间的距离。 | |
16 | PCB布线和布局 | 增加线路之间的距离,以最大限度地减少干扰源和感应线之间的互感。 | |
17 | PCB布线和布局 | 如果可能,尽量使干涉源线和感应线垂直(或接近垂直),这样可以大大降低两条线之间的耦合。 | |
18 | PCB布线和布局 | 增加线路间的距离是降低电容耦合的最佳方法。 | |
19 | PCB布线和布局 | 正式布线之前,首先要对线路进行分类。主要的分类方法是基于功率等级,每30dB的功率等级又分为若干组。 | |
20 | PCB布线和布局 | 不同类别的电线应分别捆扎和敷设。相邻类别的电线在采取屏蔽或绞合等措施后也可捆扎在一起。分类线束之间的最小距离为50~75mm。 | |
21 | PCB布线和布局 | 在布置电阻时,放大器的增益控制电阻和偏置电阻(上拉电阻和下拉电阻)、上拉电阻和下拉电阻以及稳压整流电路应尽可能靠近放大器、有源器件、其电源和地,以减少其去耦效应(改善瞬态响应时间)。 | |
22 | PCB布线和布局 | 旁路电容器放置在靠近电源输入端的位置。 | |
23 | PCB布线和布局 | 去耦电容放置在电源输入端,并尽可能靠近每个集成电路。 | |
24 | PCB布线和布局 | PCB阻抗的基本特性:取决于铜的质量和横截面积。具体来说:1盎司铜的阻抗为0.49毫欧/单位面积 | |
25 | PCB布线和布局 | PCB布线的基本原则:增加走线间距以减少电容耦合的串扰;将电源线和地线并联布置以优化PCB电容;将敏感的高频线路远离高噪声电源线;加宽电源线和地线以降低电源线和地线的阻抗; | |
26 | PCB布线和布局 | 隔离:采用物理隔离来减少不同类型信号线之间的耦合,尤其是电源线和地线之间的耦合。 | |
27 | PCB布线和布局 | 局部去耦:对本地电源和集成电路进行去耦。在电源输入端口和PCB之间使用大容量旁路电容,以滤除低频脉动并满足突发功率需求。在每个集成电路的电源和地之间使用去耦电容。这些去耦电容应尽可能靠近引脚。 | |
28 | PCB布线和布局 | 布线隔离:最大程度地减少PCB同一层相邻线路之间的串扰和噪声耦合。关键信号路径采用3W规格进行处理。 | |
29 | PCB布线和布局 | 保护和分流电路:关键信号采用双侧接地线保护措施,并确保保护电路的两端均接地。 | |
30 | PCB布线和布局 | 单层PCB:地线宽度至少应为1.5mm,跳线和地线宽度的变化应尽量减小。 | |
31 | PCB布线和布局 | 双层PCB:建议采用接地网格/点阵布线,宽度应保持在1.5mm以上。或者将接地线放在一侧,信号电源放在另一侧。 | |
32 | PCB布线和布局 | 保护环:利用地线形成环状结构,将保护逻辑电路包围起来,实现隔离。 | |
33 | PCB布线和布局 | PCB电容:PCB电容是由于多层板上电源面与地线之间的薄绝缘层而产生的。它的优点是频率响应极高,且串联电感低,均匀分布在整个表面或线路上。它相当于在整个电路板上均匀分布了一个去耦电容。 | |
34 | PCB布线和布局 | 高速电路和低速电路:高速电路应靠近接地平面,低速电路应靠近电源平面。 | |
35 | PCB布线和布局 | 相邻层的布线方向采用正交结构,避免相邻层上不同信号线的布线方向相同,以减少不必要的层间串扰;当由于电路板结构限制(例如某些背板)难以避免这种情况时,尤其是在信号速率较高时,应考虑使用接地层隔离各布线层,并使用接地信号线隔离各信号线; | |
36 | PCB布线和布局 | 为避免“天线效应”,电线的一端不允许悬空。 | |
37 | PCB布线和布局 | 阻抗匹配检查规则:同一网格的布线宽度应保持一致。线宽变化会导致线路特性阻抗不均匀,在高传输速率下会发生反射,设计中应避免这种情况。在某些情况下,可能无法避免线宽变化,此时应尽量减小中间不一致部分的有效长度。 | |
38 | PCB布线和布局 | 防止信号线在不同层之间形成自环,以免造成辐射干扰。 | |
39 | PCB布线和布局 | 短线原则:尽量缩短线路长度,特别是对于重要的信号线,例如时钟线,并且务必将它们的振荡器放置在非常靠近设备的位置。 | |
40 | PCB布线和布局 | 倒角规则:PCB设计应避免尖角和直角,以免造成不必要的辐射和工艺性能下降。所有线条之间的角度应大于135度。 | |
41 | PCB布线和布局 | 滤波电容器焊盘到连接焊盘的导线应使用 0.3mm 粗的导线连接,互连长度应≤1.27mm。 | |
42 | PCB布线和布局 | 通常,高频部分设置在接口处以缩短布线长度。同时,还应考虑高低频接地层的划分。通常,将两者的接地层分开,然后在接口处汇合于一点。 | |
43 | PCB布线和布局 | 对于过孔密集的区域,应注意避免将电源层和接地层的空心区域相互连接,从而分割平面层并破坏平面层的完整性,进而增加接地层中信号线的环路面积。 | |
44 | PCB布线和布局 | 电源层投影不重叠原则:对于两层以上(含两层)的PCB板,不同电源层应避免空间重叠,主要目的是减少不同电源之间的干扰,尤其是电压差较大的电源之间的干扰。必须避免电源层重叠问题。如果难以避免,可考虑在中间设置接地层。 | |
45 | PCB布线和布局 | 3W 规则:为了减少线路间的串扰,线路间距应足够大。当线路中心距不小于线路宽度的 3 倍时,可以防止 70% 的电场相互干扰。如果 98% 的电场互不干扰,则可以使用 10W 规则。 | |
46 | PCB布线和布局 | 20H 规则:以 1H(电源与地之间的介质厚度)为单位,如果向内收缩为 20H,则 70% 的电场可以限制在接地边缘;如果向内收缩为 1000H,则 98% 的电场可以限制在接地边缘。 | |
47 | PCB布线和布局 | 50/50 法则:这是选择印刷电路板层数的规则,即如果时钟频率达到 5MHz 或脉冲上升时间小于 5ns,则 PCB 板必须使用多层板。如果使用双层板,最好将印刷电路板的一面用作完整的接地层。 | |
48 | PCB布线和布局 | 混合信号PCB分区准则:1. 将PCB划分为独立的模拟部分和数字部分;2. 将A/D转换器放置在分区两侧;3. 不分割地线,在电路板的模拟部分和数字部分下方设置统一地线;4. 在电路板的所有层中,数字信号只能在数字部分布线,模拟信号只能在模拟部分布线;5. 实现模拟电源和数字电源的分割;6. 布线不能跨越分割电源面之间的间隙;7. 必须跨越分割电源间隙的信号线必须位于靠近大面积地线的布线层上;8. 分析回地电流的实际路径和方式。 | |
49 | PCB布线和布局 | 多层板是更好的板级EMC保护设计措施,建议采用。 | |
50 | PCB布线和布局 | 信号电路和电源电路各自有独立的接地线,最终汇聚于一点接地。两者不应共用一根接地线。 | |
51 | PCB布线和布局 | 信号回流地线采用独立的低阻抗接地回路,机箱或结构框架不能用作回路。 | |
52 | PCB布线和布局 | 当中短波设备接地时,接地线长度应小于1/4λ;如果不能满足此要求,则接地线长度不能是1/4λ的奇数倍。 | |
53 | PCB布线和布局 | 强信号和弱信号的地线应该分开布置,每根地线只能在一个点连接到地网。 | |
54 | PCB布线和布局 | 通常情况下,设备中至少应有三根独立的接地线:一根是低电平电路接地线(也称信号接地线);一根是继电器、电机和高电平电路接地线(也称干扰接地线或噪声接地线);另一根是当设备使用交流电源时,电源安全接地线应连接到机箱接地线,机箱和接线盒之间相互绝缘,但两者在某一点连接在一起;最后,所有接地线汇聚于一点进行接地。断路器电路在最大电流点处进行单点接地。当频率 f<1MHz 时,单点接地;当频率 f>10MHz 时,多点接地;当频率 f>1MHz 时,单点接地。 | |
55 | PCB布线和布局 | 避免接地回路的指导原则:电力线应与地线平行铺设。 | |
56 | PCB布线和布局 | 为减少辐射干扰,散热器应连接至单板的电源地、屏蔽地或保护地(首选屏蔽地或保护地)。 | |
57 | PCB布线和布局 | 数字地和模拟地是分开的,并且地线加宽了。 | |
58 | PCB布线和布局 | 混合高速、中速和低速时,要注意不同的布局区域 | |
59 | PCB布线和布局 | 专用零伏线路,电源线布线宽度≥1mm | |
60 | PCB布线和布局 | 电源线和地线应尽可能靠近,并且整个印刷电路板上的电源和地线应呈“井”形分布,以平衡配电线路电流。 | |
61 | PCB布线和布局 | 尽可能使干扰源线和被测线垂直。 | |
62 | PCB布线和布局 | 按功率分类,不同类别的电线应分开捆扎,分开捆扎的电线束之间的距离应为 50-75 毫米。 | |
63 | PCB布线和布局 | 在高需求情况下,内导体应采用完整的360°包裹,并使用同轴连接器以确保电场屏蔽的完整性。 | |
64 | PCB布线和布局 | 多层板:电源层和接地层应相邻。高速信号应靠近接地层放置,非关键信号应靠近电源层放置。 | |
65 | PCB布线和布局 | 电源:当电路需要多个电源时,应将每个电源用地线隔开。 | |
66 | PCB布线和布局 | 过孔:当使用高速信号时,过孔会产生 1-4nH 的电感和 0.3-0.8pF 的电容。因此,高速通道的过孔尺寸应尽可能小。确保高速并行线路的过孔数量保持一致。 | |
67 | PCB布线和布局 | 短截线:避免在高频和敏感信号线中使用短截线 | |
68 | PCB布线和布局 | 星形信号排列:避免在高速度和敏感信号线路中使用 | |
69 | PCB布线和布局 | 辐射信号布置:避免用于高速和敏感线路,保持信号路径宽度不变,不要使穿过电源层和地层的过孔过于密集。 | |
70 | PCB布线和布局 | 接地环路区域:保持信号路径及其接地回路靠近有助于最大限度地减少接地环路。 | |
71 | PCB布线和布局 | 通常,时钟电路布置在PCB板的中心或接地良好的位置,使时钟尽可能靠近微处理器,并且引脚尽可能短,而石英晶体振荡器仅接地到外壳。 | |
72 | PCB布线和布局 | 为了进一步提高时钟电路的可靠性,可以将时钟区域封闭并用地线隔离,并增加晶体振荡器下方的接地区域,以避免铺设其他信号线; | |
73 | PCB布线和布局 | 元件布局的原则是将模拟电路部分与数字电路部分分开,将高速电路与低速电路分开,将大功率电路与小信号电路分开,将噪声分量与非噪声分量分开,同时尽量缩短元件之间的引线,以最大限度地减少它们之间的干扰耦合。 | |
74 | PCB布线和布局 | 电路板根据功能划分为多个区域,各区域电路的地线并联并汇聚于一点。当电路板上有多个电路单元时,每个单元应有独立的接地线,并汇聚于一点公共地。单面和双面电路板均采用单点供电和单点接地。 | |
75 | PCB布线和布局 | 重要的信号线应尽可能短而粗,两端均应加装保护地线。信号需要引出时,应使用扁平电缆,并采用“地线-信号线-地线”的间隔连接方式。 | |
76 | PCB布线和布局 | I/O接口电路和电源驱动电路应尽可能靠近印刷电路板的边缘。 | |
77 | PCB布线和布局 | 除了时钟电路之外,还要尽量避免在对噪声敏感的器件和电路下方布线。 | |
78 | PCB布线和布局 | 当印刷电路板具有 PCI 和 ISA 等高速数据接口时,需要注意根据信号频率对电路板进行逐步布局,即从插槽接口开始,依次布局高频电路、中频电路和低频电路,使易受干扰的电路远离数据接口。 | |
79 | PCB布线和布局 | 印刷电路板上的信号引线越短越好。最长引线不应超过25厘米,过孔数量也应尽可能少。 | |
80 | PCB布线和布局 | 当信号线需要转弯时,应使用 45 度或弧形折叠线布线,避免使用 90 度折叠线,以减少高频信号的反射。 | |
81 | PCB布线和布局 | 布线时避免90度折叠,以减少高频噪声辐射 | |
82 | PCB布线和布局 | 注意晶体振荡器的接线。尽量使晶体振荡器和微控制器的引脚靠近,用地线隔离时钟区域,并将晶体振荡器外壳接地并固定好。 | |
83 | PCB布线和布局 | 对电路板进行合理的区域划分,例如强信号和弱信号、数字信号和模拟信号。尽可能远离干扰源(例如电机、继电器)和敏感元件(例如微控制器)。 | |
84 | PCB布线和布局 | 使用地线将数字区域与模拟区域隔离,分离数字地和模拟地,最后在某一点连接到电源地。A/D 和 D/A 芯片的接线也遵循此原则。制造商在设计 A/D 和 D/A 芯片引脚时已考虑到此要求。 | |
85 | PCB布线和布局 | 为减少相互干扰,微控制器和大功率器件的地线应分别接地。大功率器件应尽可能放置在电路板边缘。 | |
86 | PCB布线和布局 | 布线时,应尽量减小线圈面积以降低感应噪声。 | |
87 | PCB布线和布局 | 布线时,电源线和地线应尽可能粗。除了降低电压降外,更重要的是降低耦合噪声。 | |
88 | PCB布线和布局 | IC器件应尽可能直接焊接在电路板上,IC插座应尽量少用。 | |
89 | PCB布线和布局 | 参考点通常应设置在左侧和底部边界线的交点(或延伸线的交点)或印刷电路板插件上的第一个焊盘处。 | |
90 | PCB布线和布局 | 建议布局时采用 25mil 网格。 | |
91 | PCB布线和布局 | 总连接长度尽可能短,关键信号线最短。 | |
92 | PCB布线和布局 | 同类型的元件在 X 轴或 Y 轴方向上应保持一致。同类型的极坐标分立元件也应尽量在 X 轴或 Y 轴方向上保持一致,以便于生产和调试; | |
93 | PCB布线和布局 | 元件布局应便于调试和维护。小型元件不应紧邻大型元件。需要调试的元件周围应留有足够的空间。发热元件周围也应留有足够的空间以利于散热。热敏电阻应远离发热元件。 | |
94 | PCB布线和布局 | 双列直插元件之间的距离应大于2mm。BGA封装与相邻元件之间的距离应大于5mm。小型SMD元件(例如电阻器和电容器)之间的距离应大于0.7mm。SMD元件焊盘外侧与相邻插件元件焊盘外侧之间的距离应大于2mm。插件元件与压接元件之间的距离不得小于5mm。插件元件与焊接面之间的距离不得小于5mm。 | |
95 | PCB布线和布局 | 集成电路的去耦电容应尽可能靠近芯片的电源引脚,遵循高频引脚靠近的原则。同时,应尽可能缩短其与电源和地之间的回路。 | |
96 | PCB布线和布局 | 旁路电容器应均匀分布在集成电路周围。 | |
97 | PCB布线和布局 | 在布局元件时,应尽可能将使用相同电源的元件放置在一起,以便于将来进行电源分割。 | |
98 | PCB布线和布局 | 为了实现阻抗匹配,电阻器和电容器的放置应根据它们的特性进行合理安排。 | |
99 | PCB布线和布局 | 匹配电容和电阻的布局应清晰区分。对于多负载的端面匹配,它们必须放置在待匹配信号的最远端。 | |
100 | PCB布线和布局 | 布置匹配电阻时,应靠近信号的驱动端,距离一般不超过 500mil。 | |
101 | PCB布线和布局 | 调整字符位置。并非所有字符都能放置在磁盘上。为确保组装后字符信息清晰可见,所有字符在 X 轴或 Y 轴方向上应保持一致。字符和丝印的尺寸也应统一。 | |
102 | PCB布线和布局 | 关键信号线优先布线:电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号优先布线; | |
103 | PCB布线和布局 | 环路最小原则:即信号线及其环路形成的环路面积应尽可能小。环路面积越小,外部辐射和外部干扰就越少。在双层板设计中,在为电源预留足够空间的同时,剩余部分应填充参考地,并添加必要的过孔以有效连接双面信号。对于一些关键信号,应尽可能采用地隔离。对于一些高频设计,应特别考虑其他平面信号环路。建议使用多层板。 | |
104 | PCB布线和布局 | 接地线最短原则:尽量缩短并加粗接地线(尤其是在高频电路中)。对于工作在不同电平的电路,不能使用过长的公共接地线。 | |
105 | PCB布线和布局 | 如果内部电路要连接到金属外壳,则应采用单点接地,以防止放电电流流过内部电路。 | |
106 | PCB布线和布局 | 对电磁干扰敏感的元件需要屏蔽,以将其与可能产生电磁干扰的元件或线路隔离。如果此类线路必须经过元件附近,则应以90°角铺设。 | |
107 | PCB布线和布局 | 布线层应紧贴整个金属平面布置。这种布置是为了产生磁通抵消效应。 | |
108 | PCB布线和布局 | 接地点之间会形成许多回路。这些回路的直径(或接地点之间的距离)应小于最高频率波长的1/20。 | |
109 | PCB布线和布局 | 单面或双面电路板的电源线和地线应尽可能靠近。最佳方法是将电源线放在电路板的一侧,地线放在另一侧,使两者相互重叠,这样可以最大限度地降低电源阻抗。 | |
110 | PCB布线和布局 | 信号路由(尤其是高频信号)应尽可能短。 | |
111 | PCB布线和布局 | 两根导线之间的距离必须符合电气安全设计规范的规定,且电压差不得超过空气和绝缘介质之间的击穿电压,否则会产生电弧。在0.7纳秒至10纳秒的时间内,电弧电流将达到数十安培,有时甚至超过100安培。电弧将持续存在,直至两根导线接触并发生短路,或电流过低而无法维持电弧为止。可能产生尖峰电弧的物体包括手或金属物体,因此在设计过程中务必仔细识别这些物体。 | |
112 | PCB布线和布局 | 在双面电路板附近添加一个接地层,并以最短的间距将接地层连接到电路上的接地点。 | |
113 | PCB布线和布局 | 确保每个电缆入口点距离机箱接地端不超过 40 毫米(1.6 英寸)。 | |
114 | PCB布线和布局 | 将连接器外壳和金属开关外壳都连接到机箱接地端。 | |
115 | PCB布线和布局 | 在薄膜键盘周围放置一个宽大的导电保护环,并将保护环的外周与金属机箱连接,或者至少将保护环的四个角与金属机箱连接。请勿将保护环与PCB接地连接。 | |
116 | PCB布线和布局 | 使用多层PCB:与双面PCB相比,多层PCB的接地层、电源层以及紧密排列的信号线-地线间距,可以将共模阻抗和感性耦合降低到双面PCB的1/10到1/100。尽量将每个信号层放置在靠近电源层或接地层的位置。 | |
117 | PCB布线和布局 | 对于上下表面均有元件、连接线极短且填充层较多的高密度PCB,应使用内层走线。大多数信号走线、电源层和接地层都位于内层,从而起到类似法拉第笼的屏蔽作用。 | |
118 | PCB布线和布局 | 尽可能将所有连接器放置在电路板的同一侧。 | |
119 | PCB布线和布局 | 在机箱引出连接器下方的所有 PCB 层上放置宽机箱接地或多边形填充接地(这些连接器很容易受到 ESD 的直接影响),并用过孔将它们连接起来,大约每隔 13 毫米连接一个过孔。 | |
120 | PCB布线和布局 | 组装PCB时,请勿在顶层或底层安装孔焊盘上涂抹任何焊锡。使用带垫圈的螺钉,以确保PCB与接地层上的金属底盘/屏蔽罩或支架紧密接触。 | |
121 | PCB布线和布局 | 在每一层的机箱地和电路地之间,设置相同的“隔离区”;如果可能,保持间距距离为 0.64 毫米(0.025 英寸)。 | |
122 | PCB布线和布局 | 在电路周围设置环形接地以防止静电放电干扰:1. 在整个电路板周围设置环形接地路径;2. 所有层的环形接地宽度均大于 2.5 毫米(0.1 英寸);3. 使用过孔每隔 13 毫米(0.5 英寸)连接环形接地;4. 将环形接地连接到多层电路的公共接地;5. 对于安装在金属机箱或屏蔽装置中的双面电路板,环形接地应连接到电路的公共接地;6. 对于未屏蔽的双面电路,环形接地连接到机箱接地。环形接地上不涂覆阻焊剂,以便环形接地可以起到静电放电放电棒的作用。在环形接地(所有层)上至少留出 0.5 毫米(0.020 英寸)宽的间隙,以避免形成较大的接地回路。 7 如果电路板不放置在金属机箱或屏蔽装置中,则不应在电路板的顶部和底部机箱接地线上涂抹阻焊剂,以免它们充当静电放电电弧的放电棒。 | |
123 | PCB布线和布局 | 在可能直接受到静电放电影响的区域,应在每条信号线附近铺设接地线。 | |
124 | PCB布线和布局 | 易受静电放电影响的电路应放置在印刷电路板的中间位置,以减少被触碰的可能性。 | |
125 | PCB布线和布局 | 当信号线长度超过 300 毫米(12 英寸)时,必须平行铺设地线。 | |
126 | PCB布线和布局 | 安装孔的连接标准:可连接至电路公共地,也可与之隔离。1. 当金属支架必须与金属屏蔽装置或机箱一起使用时,必须使用 0Ω 电阻进行连接。2. 确定安装孔的尺寸,以确保金属或塑料支架的可靠安装。在安装孔的上下两层使用较大的焊盘。底部焊盘上不要使用阻焊剂,并确保底部焊盘不使用波峰焊工艺进行焊接。 | |
127 | PCB布线和布局 | 受保护的信号线和非受保护的信号线禁止并联布置。 | |
128 | PCB布线和布局 | 复位、中断和控制信号线的接线规则:1. 使用高频滤波;2. 远离输入输出电路;3. 远离电路板边缘。 | |
129 | PCB布线和布局 | 机箱内的电路板没有安装在开口位置或内部接缝处。 | |
130 | PCB布线和布局 | 对静电最敏感的电路板放置在中间,不易被人触碰到;对静电敏感的器件放置在电路板的中间,不易被人触碰到。 | |
131 | PCB布线和布局 | 两个金属块之间的粘合标准:1. 实心粘合胶带优于编织粘合胶带;2. 粘合区域不得潮湿或积水;3. 使用多根导线连接机箱内所有电路板的接地层或接地网格;4. 确保粘合点和垫片的宽度大于 5mm。 | |
132 | 电路设计 | 信号滤波器支路耦合:对于每个模拟放大器电源,必须在最靠近电路和放大器的连接点之间添加一个去耦电容。对于数字集成电路,去耦电容应成组添加。在电机和发电机的电刷上安装电容旁路,在每个绕组支路上串联RC滤波器,并在电源入口处添加低通滤波器以抑制干扰。滤波器应尽可能靠近被滤波器件安装,并使用短的屏蔽引线作为耦合介质。所有滤波器都必须屏蔽,并且输入引线和输出引线应隔离。 | |
133 | 电路设计 | 各功能板应明确规定电源的电压波动范围、纹波、噪声、负载调节率等要求。二次电源经传输到达功能板时,应满足上述要求。 | |
134 | 电路设计 | 具有辐射源特性的电路应安装在金属屏蔽层中,以最大限度地减少瞬态干扰。 | |
135 | 电路设计 | 在电缆入口处加装保护装置 | |
136 | 电路设计 | 每个集成电路的电源引脚都需要在接地端并联旁路电容(通常为104μF)和滤波电容(10μF~100μF)。大面积集成电路每个角上的电源引脚也需要并联旁路电容和滤波电容。 | |
137 | 电路设计 | 滤波器选择的阻抗失配准则:对于低阻抗噪声源,滤波器需要是高阻抗的(大串联电感);对于高阻抗噪声源,滤波器需要是低阻抗的(大并联电容)。 | |
138 | 电路设计 | 电容器外壳、辅助引线端子、正负极以及电路板必须完全隔离。 | |
139 | 电路设计 | 过滤器连接器必须良好接地,金属外壳过滤器采用表面接地。 | |
140 | 电路设计 | 滤波器连接器的所有引脚都必须经过滤波处理。 | |
141 | 电路设计 | 在数字电路的电磁兼容性设计中,应考虑由数字脉冲上升沿和下降沿决定的带宽,而不是数字脉冲的重复频率。方波数字信号的印刷电路板设计带宽设定为1/πtr,通常考虑该带宽的十倍。 | |
142 | 电路设计 | 使用 RS 触发器作为设备控制按钮和设备电子电路之间的缓冲器。 | |
143 | 电路设计 | 降低敏感线路的输入阻抗可以有效降低引入干扰的可能性。 | |
144 | 电路设计 | 在低输出阻抗电源和高阻抗数字电路之间,需要一个LC滤波器来确保回路的阻抗匹配。 | |
145 | 电路设计 | 在低输出阻抗电源和高阻抗数字电路之间,需要一个LC滤波器来确保回路的阻抗匹配。 | |
145 | 电路设计 | 电压校准电路:应在输入端和输出端添加去耦电容(例如 0.1μF),旁路电容的选择值遵循 10μF/A 的标准。 | |
146 | 电路设计 | 信号终端:高频电路中信号源和接收端之间的阻抗匹配至关重要。阻抗匹配不当会导致信号反馈和阻尼振荡。过大的射频能量会引发电磁干扰(EMI)问题。此时,必须考虑使用信号终端。 | |
147 | 电路设计 | MCU电路: | |
148 | 电路设计 | 对于输出引脚少于10个的小型集成电路,当工作频率≤50MHz时,至少应连接一个0.1μF的滤波电容。当工作频率≥50MHz时,每个电源引脚都应配备一个0.1μF的滤波电容。 | |
149 | 电路设计 | 对于中大型集成电路,每个电源引脚都配备一个0.1μF的滤波电容。对于电源引脚冗余度较高的电路,电容数量也可以根据输出引脚的数量计算,每5个输出引脚配备一个0.1μF的滤波电容。 | |
150 | 电路设计 | 对于没有有源器件的区域,每 6cm² 至少连接一个 0.1uf 的滤波电容器。 | |
151 | 电路设计 | 对于超高频电路,每个电源引脚都配备一个 1000pF 的滤波电容。对于电源引脚冗余度较大的电路,匹配电容的数量也可以根据输出引脚的数量来计算,每 5 个输出引脚配备一个 1000pF 的滤波电容。 | |
152 | 电路设计 | 高频电容器应尽可能靠近集成电路的电源引脚。 | |
153 | 电路设计 | 每 5 个高频滤波电容器中至少连接一个 0.1uf 滤波电容器; | |
154 | 电路设计 | 每 5 个 10uf 电容器连接至少两个 47uf 低频滤波电容器; | |
155 | 电路设计 | 每 100cm2 内至少应连接一个 220uf 或 470uf 低频滤波电容器; | |
156 | 电路设计 | 每个模块电源插座周围至少应配置两个 220uf 或 470uf 电容器。如果空间允许,应适当增加电容器的数量; | |
157 | 电路设计 | 脉冲和变压器隔离准则:脉冲网络和变压器必须隔离。变压器只能连接到去耦脉冲网络,连接线路应尽可能短。 | |
158 | 电路设计 | 在开关和合闸的开合过程中,为防止电弧干扰,可以连接简单的RC网络和电感网络,并在这些电路中增加高阻整流电阻或负载电阻。如果这些方法无效,可以对输入输出引脚进行屏蔽。此外,还可以在这些电路中连接直插式电容器。 | |
159 | 电路设计 | 必须根据高频等效电路图分析去耦电容和滤波电容的功能。 | |
160 | 电路设计 | 各功能板电源输入端应采用合适的滤波电路,尽可能滤除差模噪声和共模噪声。噪声放电地应与工作地(尤其是信号地)隔离,并可考虑与保护地隔离;集成电路电源输入端应设置去耦电容,以提高抗干扰能力。 | |
161 | 电路设计 | 明确定义每块电路板的最高工作频率,并对工作频率高于160MHz(或200MHz)的器件或组件采取必要的屏蔽措施,以降低其辐射干扰水平,提高其抗辐射干扰能力。 | |
162 | 电路设计 | 如果可能,在控制线入口处(印刷电路板上)添加 RC 去耦,以消除传输过程中可能存在的干扰因素。 | |
163 | 电路设计 | 使用 RS 触发器作为按钮和电子电路之间的缓冲器 | |
164 | 电路设计 | 在次级整流电路中使用快速恢复二极管,或者将聚酯薄膜电容器与二极管并联。 | |
165 | 电路设计 | “微调”晶体管开关波形 | |
166 | 电路设计 | 降低敏感线路的输入阻抗 | |
167 | 电路设计 | 如果可能,在敏感电路中使用平衡线作为输入,并利用平衡线固有的共模抑制能力来克服敏感线上的干扰源的干扰。 | |
168 | 电路设计 | 直接将负载接地是不合适的。 | |
169 | 电路设计 | 请注意,应在集成电路附近的电源和地之间添加旁路去耦电容(通常为 104 欧姆)。 | |
170 | 电路设计 | 如果可能,对敏感电路使用平衡线路作为输入,并且平衡线路不接地。 | |
171 | 电路设计 | 在继电器线圈中增加一个续流二极管,可以消除线圈断开时产生的反电动势干扰。仅增加续流二极管会延长继电器的断开时间。增加稳压二极管后,继电器在单位时间内可以动作更多次。 | |
172 | 电路设计 | 在继电器触点的两端连接火花抑制电路(通常为RC串联电路,电阻一般选择几千欧到几十千欧,电容选择0.01微法),以减少电火花的影响。 | |
173 | 电路设计 | 在电机中添加滤波电路,并确保电容器和电感器的引线尽可能短。 | |
174 | 电路设计 | 电路板上的每个集成电路都应并联一个0.01μF~0.1μF的高频电容,以降低集成电路对电源的影响。注意高频电容的接线方式,接线端应靠近电源端,并尽可能粗而短。否则,相当于增加了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。 | |
175 | 电路设计 | 在晶闸管的两端连接RC抑制电路,以降低晶闸管产生的噪声(严重时,这种噪声可能会损坏晶闸管)。 | |
176 | 电路设计 | 许多微控制器对电源噪声非常敏感。为了降低电源噪声对微控制器的干扰,需要在微控制器电源中添加滤波电路或稳压器。例如,可以使用磁珠和电容构成π型滤波电路。当然,在条件不太苛刻的情况下,也可以用100Ω电阻代替磁珠。 | |
177 | 电路设计 | 如果微控制器的I/O端口用于控制电机等噪声设备,则应在I/O端口和噪声源之间添加隔离电路(例如,添加π型滤波器电路)。 | |
178 | 电路设计 | 在微控制器I/O端口、电源线和电路板连接线等关键位置使用磁珠、磁环、电源滤波器和屏蔽罩等抗干扰元件,可以显著提高电路的抗干扰性能。 | |
179 | 电路设计 | 对于微控制器的空闲 I/O 端口,不要使其悬空,而应将其连接到地或电源。其他集成电路的空闲引脚也应连接到地或电源,无需更改系统逻辑。 | |
180 | 电路设计 | 使用 IMP809、IMP706、IMP813、X25043、X25045 等微控制器的电源监控和看门狗电路,可以大大提高整个电路的抗干扰性能。 | |
181 | 电路设计 | 在速度能够满足要求的前提下,尽量减小微控制器的晶振功率,并选择低速数字电路。 | |
182 | 电路设计 | 如果可能,在PCB板接口处添加RC低通滤波器或EMI抑制元件(例如磁珠、信号滤波器等),以消除连接线的干扰;但要注意不要影响有用信号的传输。 | |
183 | 电路设计 | 连接时钟输出时,不要使用直接串行连接(称为菊花链连接)连接多个组件;而应通过缓冲器将时钟信号直接提供给其他多个组件。 | |
184 | 电路设计 | 将薄膜键盘边缘延伸到金属线外 12 毫米,或者使用塑料切口来增加路径长度。 | |
185 | 电路设计 | 在连接器附近,使用 LC 滤波器或珠状电容滤波器将连接器上的信号连接到连接器的机箱接地。 | |
186 | 电路设计 | 在机箱地线和电路公共地线之间添加一个磁珠。 | |
187 | 电路设计 | 电子设备内部的配电系统是静电放电电弧感应耦合的主要对象。针对配电系统的抗静电措施包括:1. 将电源线和相应的回线紧密绞合在一起;2. 在每根电源线进入电子设备的位置放置磁珠;3. 在每个电源引脚和电子设备机箱地之间放置瞬态电流抑制器、金属氧化物压敏电阻(MOV)或1kV高频电容;4. 最好在PCB上设置专用电源和地平面,或采用紧密的电源和地网格,并使用大量的旁路电容和去耦电容。 | |
188 | 电路设计 | 在接收端串联电阻和磁珠。对于容易受到静电放电 (ESD) 影响的电缆驱动器,也可以在驱动端串联电阻或磁珠。 | |
189 | 电路设计 | 在接收端安装瞬态保护器。1. 使用短而粗的导线(线径小于线径的5倍,最好小于线径的3倍)连接到机箱地线。2. 从连接器引出的信号线和地线应先直接连接到瞬态保护器,然后再连接到电路的其他部分。 | |
190 | 电路设计 | 将滤波电容放置在连接器处或距离接收电路 25 毫米(1.0 英寸)以内。1. 使用短而粗的导线连接到机箱地或接收电路地(导线宽度小于接收电路宽度的 5 倍,最好小于 3 倍)。2. 信号线和地线应先连接到电容,然后再连接到接收电路。 | |
191 | 套管 | 在金属机箱上,最大开口直径≤λ/20,其中λ是机器内外最高频率电磁波的波长;非金属机箱在电磁兼容性设计方面被认为是无保护的。 | |
192 | 案例 | 屏蔽层接缝最少;屏蔽层接缝处采用多点弹簧压接方式,确保良好的电气连续性;通风孔直径小于3mm,可有效防止较大的电磁泄漏或进入;屏蔽层开口(如通风孔)用细铜网或其他合适的导电材料封堵;如需频繁拆卸通风孔的金属网,可用螺钉或螺栓将其固定在孔周围,但螺钉间距小于25mm,以保持连续的线路连接。 | |
193 | 案例 | 当频率 f>1MHz 时,任何厚度为 0.5mm 的金属板屏蔽层都能将场强降低 99%;当频率 f>10MHz 时,0.1mm 厚的铜屏蔽层能将场强降低 99% 以上;当频率 f>100MHz 时,绝缘体表面的铜或银层是良好的屏蔽层。但需要注意的是,对于塑料外壳,当金属涂层在内部喷涂时,由于国内喷涂工艺不达标,涂层颗粒间的连续导电效果不佳,导致导通阻抗较大。喷涂缺陷带来的负面影响应予以重视。 | |
194 | 案例 | 整机的接地连接处未涂绝缘漆。必须确保与接地电缆可靠金属接触,避免仅依靠螺纹接地这种错误做法。 | |
195 | 案例 | 建立完善的屏蔽结构,采用接地金属屏蔽壳,将放电电流释放到大地。 | |
196 | 案例 | 建立击穿电压为 20kV 的抗静电环境;通过增加距离进行保护的措施是有效的。 | |
197 | 案例 | 任何用户操作人员可触及的点,包括接缝、通风口和安装孔,以及电子设备与以下部件之间路径长度大于 20 毫米的可触及的未接地金属部件,例如紧固件、开关、杠杆和指示器: | |
198 | 案例 | 使用聚酯薄膜胶带覆盖机箱内部的接缝和安装孔。这可以延长接缝/过孔的边缘,并增加路径长度。 | |
199 | 案例 | 使用金属帽或带屏蔽层的塑料防尘罩盖住不使用或很少使用的连接器。 | |
200 | 案例 | 使用塑料轴的开关和操纵杆,或者为其加装塑料手柄/盖以增加行程长度。避免使用带金属固定螺丝的手柄。 | |
201 | 案例 | 将 LED 和其他指示器安装在设备的孔中,并用胶带或盖子覆盖以扩展孔的边缘,或者使用导管来增加路径长度。 | |
202 | 案例 | 将散热器放置在机箱接缝、通风口或安装孔附近的金属部件的边缘和角打磨成圆角。 | |
203 | 案例 | 在塑料外壳中,靠近电子设备或未接地的金属紧固件不应从外壳突出。 | |
204 | 案例 | 使用高脚使设备远离桌面或地面,可以解决从桌面/地面或水平耦合面间接产生静电放电的问题。 | |
205 | 案例 | 在薄膜键盘电路层周围涂抹粘合剂或密封剂。 | |
206 | 案例 | 机箱接缝和边缘保护指南:接缝和边缘至关重要。在机箱本体的接缝处,应使用高压硅胶或垫圈来实现密封、静电放电防护、防水防尘。 | |
207 | 底座 | 未接地机箱的击穿电压应至少为 20kV(规则 A1 至 A9);对于接地机箱,电子设备的击穿电压必须至少为 1500V,以防止二次电弧,并且路径长度必须大于或等于 2.2mm。 | |
208 | 扩展模组 | 外壳由以下屏蔽材料制成:金属板;聚酯薄膜/铜或聚酯薄膜/铝层压板;焊接接头的热成型金属网;热成型金属化纤维毡(非织造)或织物(织造);银、铜或镍涂层;锌弧喷涂;真空镀膜;化学镀;在塑料中添加导电填料; | |
209 | 扩展模组 | 屏蔽材料抗电化学腐蚀标准:接触部件间的电位(电动势)<0.75V。若处于盐雾潮湿环境中,接触部件间的电位必须<0.25V。阳极(正极)部件的尺寸应大于阴极(负极)部件。 | |
210 | 案例 | 使用宽度大于缝隙宽度 5 倍的屏蔽材料,并在接缝处进行重叠。 | |
211 | 案例 | 屏蔽层与箱体之间以 20 毫米(0.8 英寸)的间隔通过焊接、紧固件等方式进行电气连接。 | |
212 | 案例 | 用垫片弥合缝隙,消除缝隙,并在缝隙之间提供导电通路。 | |
213 | 案例 | 屏蔽材料应避免出现直角和过大的弯曲。 | |
214 | 案例 | 孔径≤20mm,槽长≤20mm。在相同的开口面积条件下,优选开孔而不是开槽。 | |
215 | 案例 | 如果可能,尽量使用几个小开口而不是一个大开口,并且开口之间要尽可能保持间距。 | |
216 | 案例 | 对于接地设备,将屏蔽层连接到连接器进入的机箱接地处;对于非接地(双重隔离)设备,将屏蔽层连接到靠近交换机的电路公共接地处。 | |
217 | 底座 | 电缆入口点应尽可能靠近面板中心,而不是靠近边缘或角落。 | |
218 | 底座 | 将屏蔽罩上的槽口与静电放电电流方向平行,而不是垂直于静电放电电流方向。 | |
219 | 案例 | 使用带有金属支架的金属板作为安装孔,以提供额外的接地点;或者使用塑料支架进行绝缘和隔离。 | |
220 | 案例 | 在塑料机箱的控制面板和键盘位置安装本地屏蔽装置,以防止静电放电: | |
221 | 案例 | 电源连接器和通向外部的连接器的位置应连接到机箱接地或电路公共接地。 | |
222 | 扩展模组 | 在塑料中使用聚酯薄膜/铜或聚酯薄膜/铝层压板,或者使用导电涂层或导电填料。 | |
223 | 扩展模组 | 在铝上使用薄的导电铬酸盐或铬酸盐涂层,但不要使用阳极氧化。 | |
224 | 案例 | 在塑料中使用导电填料。请注意,铸造件表面通常有树脂,这会使实现低电阻连接变得困难。 | |
225 | 案例 | 在钢材表面涂覆一层薄薄的导电铬酸盐涂层。 | |
226 | 底座 | 使干净的金属表面直接接触,而不是依靠螺丝来连接金属部件。 | |
227 | 底座 | 将显示屏连接到机箱屏蔽罩上,并在整个周边涂覆屏蔽层(氧化铟锡、氧化铟、氧化锡等)。 | |
228 | 案例 | 在操作员经常触摸的位置(例如键盘上的空格键)提供防静电(弱导电)接地路径。 | |
229 | 案例 | 尽量避免操作人员将电弧放电到金属板的边缘或角落。电弧放电到这些位置会比放电到金属板中心造成更严重的间接静电放电效应。 | |
230 | 其它 | 显示窗口的屏蔽保护指南:1 安装屏蔽保护窗口;2 外部电路部分通过滤波装置与机器内部电路连接。 | |
231 | 其它 | 窗户保护的关键标准: | |
232 | 设备选择 | 电容器应选用引线电感小的片式电容器。 | |
233 | 设备选择 | 稳定的电源旁路电容,选用电解电容 | |
234 | 设备选择 | 交流耦合和电荷存储电容器可选择聚四氟乙烯电容器或其他聚酯(聚丙烯、聚苯乙烯等)电容器。 | |
235 | 设备选择 | 用于高频电路去耦的单片陶瓷电容器 | |
236 | 设备选择 | 电容器的选择标准如下: | |
237 | 设备选择 | 在下列情况下应避免使用铝电解电容器: | |
238 | 设备选择 | 滤波器连接器仅在屏蔽机箱上才需要。 | |
239 | 设备选择 | 在选择滤波器连接器时,除了选择普通连接器时需要考虑的因素外,还应考虑滤波器的截止频率。当连接器纤芯上传输的信号频率不同时,应根据频率最高的信号来确定截止频率。 | |
240 | 设备选择 | 建议尽可能采用表面贴装封装。 | |
241 | 设备选择 | 碳膜电阻是电阻器选择的首选,其次是金属膜电阻。当出于功率考虑需要使用绕线电阻时,必须考虑其电感效应。 | |
242 | 设备选择 | 选择电容器时,应注意铝电解电容器和钽电解电容器适用于低频端子;陶瓷电容器适用于中频范围(从千赫兹到兆赫兹);陶瓷电容器和云母电容器适用于超高频和微波电路;尽量使用低ESR(等效串联电阻)的电容器。 | |
243 | 设备选择 | 旁路电容应为电解电容,电容值范围为10-470pF,主要取决于PCB板上的瞬态电流需求。 | |
244 | 设备选择 | 去耦电容应为陶瓷电容,其电容值应为旁路电容的1/100或1/1000。具体数值取决于最快信号的上升时间和下降时间。例如,100MHz信号使用10nF电容,33MHz信号使用4.7-100nF电容,且ESR值应小于1欧姆。 | |
245 | 设备选择 | 选择电感器时,闭环优于开环;开环电感器中,绕线式优于棒式或螺线管式。低频应用选用铁磁芯,高频应用选用铁氧体芯。 | |
246 | 设备选择 | 铁氧体磁珠,高频衰减10dB | |
247 | 设备选择 | 铁氧体磁环,MHz频率范围,共模(CM)和差模(DM)衰减高达10-20dB | |
248 | 设备选择 | 二极管选择: | |
249 | 设备选择 | 集成电路: | |
250 | 设备选择 | 滤波器的额定电流值是实际工作电流值的 1.5 倍。 | |
251 | 设备选择 | 电源滤波器的选择:根据理论计算或测试结果,电源滤波器应达到的插入损耗值为IL。实际选择时,应选择插入损耗为IL+20dB的电源滤波器。 | |
252 | 设备选择 | 交流滤波器和分流滤波器在实际产品中不能互换使用。在临时原型中,交流滤波器可以暂时替代直流滤波器;但是,直流滤波器绝对不能用于交流电路。直流滤波器的截止频率较低,其对地电容的截止频率较低,交流电流会在其上产生较大的损耗。 | |
253 | 设备选择 | 避免使用静电敏感器件。所选器件的静电灵敏度一般不低于2000V。否则,需仔细考虑并设计防静电措施。在结构方面,必须确保良好的接地连接,并采取必要的绝缘或屏蔽措施,以提高整机的防静电能力。 | |
254 | 设备选择 | 对于屏蔽双绞线,信号电流在两个内导体上流动,噪声电流在屏蔽层中流动,从而消除了公共阻抗的耦合,任何干扰都会同时在两个导体上被感知,导致噪声相互抵消。 | |
255 | 设备选择 | 非屏蔽双绞线的抗静电耦合能力较差,但其对磁场感应的抑制效果仍然良好。非屏蔽双绞线的屏蔽效果与其单位长度导线上的绞合圈数成正比。 | |
256 | 设备选择 | 同轴电缆具有更均匀的特性阻抗和更低的损耗,因此在直流到甚高频范围内具有更好的特性。 | |
257 | 设备选择 | 尽量避免使用高速逻辑电路。 | |
258 | 设备选择 | 选择逻辑器件时,尽量选择上升时间大于 5ns 的器件,并且不要选择上升时间快于电路所需时序的逻辑器件。 | |
259 | 系统 | 当多个设备连接成一个电气系统时,为了消除接地回路电源引起的干扰,使用隔离变压器、中和变压器、光耦合器和差分放大器共模输入进行隔离。 | |
260 | 系统 | 识别干扰设备和干扰电路:在启停或运行状态下,电压变化率 dV/dt 和电流变化率 di/dt 较大的设备或电路是干扰设备或干扰电路。 | |
261 | 系统 | 在薄膜键盘电路和它对面的相邻电路之间放置一个接地导电层。 | |
262 | 电缆和连接器 | PCB布线和布局隔离标准:强弱电流隔离、大小电压隔离、高低频隔离、输入输出隔离、数模隔离、输入输出隔离的边界标准相差一个数量级。隔离方法包括:屏蔽、单独立屏蔽或多独立屏蔽、空间隔离和接地隔离。 | |
263 | 电缆和连接器 | 非屏蔽扁平电缆。最佳接线方法是信号线和地线交替连接。较差的方法是使用一根地线、两根信号线,然后再接一根地线,依此类推,或者使用专用接地极板。 | |
264 | 电缆和连接器 | 信号电缆屏蔽指南:1. 对于强干扰信号传输,应使用双绞线或专用外屏蔽双绞线。2. 直流电源线应使用屏蔽线;3. 交流电源线应使用双绞线;4. 所有进入屏蔽区域的信号线/电源线都必须经过滤波。5. 所有屏蔽线(护套)的两端都应与地线良好接触。只要不会产生有害的接地回路,所有电缆屏蔽层都应在两端接地。对于非常长的电缆,中间也应设置接地点。6. 在敏感的低电平电路中,为了消除接地回路中可能存在的干扰,每个电路都应有其独立的隔离屏蔽地线。 | |
265 | 电缆和连接器 | 屏蔽线靠近金属底板原则:所有屏蔽电缆都应靠近金属底板放置,以防止磁场穿过金属底板和屏蔽线护套形成的回路。 | |
266 | 电缆和连接器 | 印刷电路插头也应配备更多零伏导线,以隔离线路。 | |
267 | 电缆和连接器 | 减少干扰和敏感电路环路面积的最佳方法是使用双绞线和屏蔽线。 | |
268 | 电缆和连接器 | 双绞线在100kHz以下的频率范围内非常有效,但在高频下由于特性阻抗不均匀以及由此产生的波形反射而受到限制。 | |



