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​PCB板的可靠性设计:电磁兼容性(EMC)

2023-02-16 14:55
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很多小白不清楚,即使电路板原理图设计正确,PCB板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响,导致电子设备无法处在最佳状态运行,甚至引发安全事故,所以工程师在设计PCB板,也要注意可靠性,所以今天讲讲工程师如何兼顾可靠性和电磁兼容性。

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一般来说,电磁兼容性设计是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰,使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作,同时也能减少电子设备本身对其他电子设备的电磁干扰。

1、选择合理的导线宽度

由于瞬变电流在音质线条上所产生的的冲击干扰主要是由音质导线的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比,与其宽度成反比,因而短而精的导线对印制干扰是有利的。时钟阴险、行驱动器或总线驱动器的信号线尝尝载有大的瞬变电流,印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路,印制导线宽度在1.5mm左右时,即可完全满足要求:对于集成电路,印制导线宽度可在0.2-1.0mm之间选择。

2、采用正确的布线策略

采用平等走线可减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。为抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉,在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可有效地抑制串扰。

为了避免高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射,在印制电路板布线时应注意以下几方面:

①尽量减少印制导线的不连续性,如导线宽度不要随意改变,导线的拐角应大于90°、禁止环装走线等;

②时钟信号阴险最容易产生电磁辐射干扰,走线时应与地线回路相靠近,驱动器应紧挨着连接器;

③总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线,对于那些离开印制电路板的阴险,驱动器应紧挨着连接器;

④数据总线的布线应在每两根信号线之间夹一根信号地线,最好是紧挨着不重要的地址引线放置地回路,因为后者常载有高频电流。

3、印制反射干扰

为了印制出现在印制线条终端的反射干扰,除了特殊需要之外,应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路,必要时可加终端匹配,即在传输线的末端对地和电源各加接一个相同阻值的匹配电阻,根据经验,对一般速度较快的TTL电路,其印制线条长于10cm以上时就应采用终端匹配措施,匹配电阻的阻值应根据集成电路的输出驱动电流及吸收电流的最大值来决定。

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