印制电路板PCB的电磁兼容设计-世纪电源网.DOC

线路板设计印制路板PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件它提供电路元件和器件之间的电气连接随着电于技术的发展，PB的密度越来越高PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大。要使电子电路获得最佳性能，为了设计质量好、造价低的PCB应遵循以下一般原则：2．PCB上元器件布局 首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后．再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。它们产生的干扰以及抑制干扰的方法不相同。此外高频、低频电路由于频率不同其干扰以及抑制干扰的方法也不相同。所以在元件布局时，应该将数字电路、模拟电路以及电源电路分别放置将高频电路与低频电路分开。有条件的应使之各自隔离或单独做成一块电路板。此外，布局中还应特别注意强、弱信号的器件分布及信号传输方向途径等问题。在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时，应按照图的方式排列器件。在器件布置方面与其它逻辑电路一样，应把相互有关的器件尽量放得靠近些，这样可以获得较好的抗噪声效果。如图所示。时发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路如有可能，应另做电路板，这一点十分重要。 在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则： (1) 尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。 (2) 某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 (3) 重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。 (4) 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。 (5) 应留出印制定位孔及固定支架所占用的位置。 根据电路的功能单元对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则： (1) 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。 (2) 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。 (3) 在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观而且装焊容易易于批量生产。 (4) 位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3:24:3。电路板面尺寸大于200x150mm时．应考虑电路板所受的机械强度。(1) 低电子信号通道不能靠近高电平信号通道和无滤波的电源线，包括能产生瞬态过程的电路。 (2) 将低电平的模拟电路和数字电路分开，避免模拟电路、数字电路和电源公共回线产生公共阻抗耦合。 (3) 高、中、低速逻辑电路在PCB上要用不同区域。 (4) 安排电路时要使得信号线长度最小。 (5) 保证相邻板之间、同一板相邻层面之间、同一层面相邻布线之间不能有过长的平行信号线。 (6) 电磁干扰（EMI）滤波器要尽可能靠近EMI源，并放在同一块线路板上。 (7) DC/DC变换器、开关元件和整流器应尽可能靠近变压器放置，以使其导线长度最小。 (8) 尽可能靠近整流二极管放置调压元件和滤波电容器。 (9) 印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。 (10) 对噪声敏感的布线不要与大电流，高速开关线平行。 3．PCB布线 3.1 印刷线路板与元器件的高频特性： 一个PCB的构成是在垂直叠层上使用了一系列的层压、走线和预浸处理的多层结构。在多层PCB中，设计者为了方便调试，会把信号线布在最外层。 PCB上的布线是有阻抗、电容和电感特性的。 阻抗：布线的阻抗是由铜和横切面面积的重量决定的。例如，1盎司铜则有0.49mΩ／单位面积的阻抗。 电容：布线的电容是由绝缘体（EoEr）电流到达的范围（A）以及走线间距（h）决定的。 用等式表达为C＝EoErA/h，Eo是自由空间的介电常数（8.854pF/m），Er是PCB基体的相关介电常数（在FR4碾压板中该值为4.7） 电感：布线的电感平均分布在布线中，大约为1nH/mm。 对于1盎司铜线来说，在0.25mm（10mil）厚的FR4碾压板上，位于地线层上方的0.5mm（20mil）宽、20mm（800mi