電路板設(shè)計(jì)原則及細(xì)節(jié)問題小結(jié)
發(fā)布時(shí)間:2015-02-08 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)電路板最基本的過程可以分為三大步驟:電路原理圖的設(shè)計(jì),產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表,印制電路板的設(shè)計(jì)。不管是板上的器件布局還是走線等等都有著具體的要求。本篇文章就單片機(jī)控制板設(shè)計(jì)需要注意的原則和一些細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了說明。
例如,輸入輸出走線應(yīng)盡量避免平行,以免產(chǎn)生干擾。兩信號(hào)線平行走線必要是應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層布線要盡量互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。電源與地線應(yīng)盡量分在兩層互相垂直。線寬方面,對(duì)數(shù)字電路PCB可用寬的地線做一回路,即構(gòu)成一地網(wǎng)(模擬電路不能這樣使用),用大面積鋪銅。
下面這篇文章就單片機(jī)控制板設(shè)計(jì)需要注意的原則和一些細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了說明。
1.元器件布局
在元器件的布局方面,應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡量放得靠近一些,例如,時(shí)鐘發(fā)生器、晶振、CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲,在放置的時(shí)候應(yīng)把它們靠近些。對(duì)于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開關(guān)電路等,應(yīng)盡量使其遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯控制電路和存儲(chǔ)電路(ROM、RAM),如果可能的話,可以將這些電路另外制成電路板,這樣有利于抗干擾,提高電路工作的可靠性。
2.去耦電容
盡量在關(guān)鍵元件,如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實(shí)際上,印制電路板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應(yīng)。大的電感可能會(huì)在Vcc 走線上引起嚴(yán)重的開關(guān)噪聲尖峰。防止Vcc走線上開關(guān)噪聲尖峰的唯一方法,是在VCC與電源地之間安放一個(gè)0.1uF的電子去耦電容。如果電路板上使用的是表面貼裝元件,可以用片狀電容直接緊靠著元件,在Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容,這是因?yàn)檫@種電容具有較低的靜電損耗(ESL)和高頻阻抗,另外這種電容溫度和時(shí)間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯(cuò)。盡量不要使用鉭電容,因?yàn)樵诟哳l下它的阻抗較高。
在安放去耦電容時(shí)需要注意以下幾點(diǎn):
·在印制電路板的電源輸入端跨接100uF左右的電解電容,如果體積允許的話,電容量大一些則更好。
·原則上每個(gè)集成電路芯片的旁邊都需要放置一個(gè)0.01uF的瓷片電容,如果電路板的空隙太小而放置不下時(shí),可以每10個(gè)芯片左右放置一個(gè)1~10的鉭電容。
· 對(duì)于抗干擾能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的元件和RAM、ROM等存儲(chǔ)元件,應(yīng)該在電源線(Vcc)和地線之間接入去耦電容。
·電容的引線不要太長(zhǎng),特別是高頻旁路電容不能帶引線。
3.地線設(shè)計(jì)
在單片機(jī)控制系統(tǒng)中,地線的種類有很多,有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模擬地等,地線是否布局合理,將決定電路板的抗干擾能力。在設(shè)計(jì)地線和接地點(diǎn)的時(shí)候,應(yīng)該考慮以下問題:
·邏輯地和模擬地要分開布線,不能合用,將它們各自的地線分別與相應(yīng)的電源地線相連。在設(shè)計(jì)時(shí),模擬地線應(yīng)盡量加粗,而且盡量加大引出端的接地面積。一般來講,對(duì)于輸入輸出的模擬信號(hào),與單片機(jī)電路之間最好通過光耦進(jìn)行隔離。
·在設(shè)計(jì)邏輯電路的印制電路版時(shí),其地線應(yīng)構(gòu)成閉環(huán)形式,提高電路的抗干擾能力。
·地線應(yīng)盡量的粗。如果地線很細(xì)的話,則地線電阻將會(huì)較大,造成接地電位隨電流的變化而變化,致使信號(hào)電平不穩(wěn),導(dǎo)致電路的抗干擾能力下降。在布線空間允許的情況下,要保證主要地線的寬度至少在2~3mm以上,元件引腳上的接地線應(yīng)該在1.5mm左右。
· 要注意接地點(diǎn)的選擇。當(dāng)電路板上信號(hào)頻率低于1MHz時(shí),由于布線和元件之間的電磁感應(yīng)影響很小,而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾的影響較大,所以要采用一點(diǎn)接地,使其不形成回路。當(dāng)電路板上信號(hào)頻率高于10MHz時(shí),由于布線的電感效應(yīng)明顯,地線阻抗變得很大,此時(shí)接地電路形成的環(huán)流就不再是主要的問題了。所以應(yīng)采用多點(diǎn)接地,盡量降低地線阻抗。
4.其他
·電源線的布置除了要根據(jù)電流的大小盡量加粗走線寬度外,在布線時(shí)還應(yīng)使電源線、地線的走線方向與數(shù)據(jù)線的走線方身一致在布線工作的最后,用地線將電路板的底層沒有走線的地方鋪滿,這些方法都有助于增強(qiáng)電路的抗干擾能力。
·數(shù)據(jù)線的寬度應(yīng)盡可能地寬,以減小阻抗。數(shù)據(jù)線的寬度至少不小于0.3mm(12mil),如果采用0.46~0.5mm(18mil~20mil)則更為理想。
·由于電路板的一個(gè)過孔會(huì)帶來大約10pF的電容效應(yīng),這對(duì)于高頻電路,將會(huì)引入太多的干擾,所以在布線的時(shí)候,應(yīng)盡可能地減少過孔的數(shù)量。再有,過多的過孔也會(huì)造成電路板的機(jī)械強(qiáng)度降低。
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 更高精度、更低噪音 GMCC美芝電子膨脹閥以創(chuàng)新?lián)屨夹袠I(yè)“制高點(diǎn)”
- 本立租完成近億元估值Pre-A輪融資,打造AI賦能的租賃服務(wù)平臺(tái)
- 中微公司成功從美國(guó)國(guó)防部中國(guó)軍事企業(yè)清單中移除
- 華邦電子白皮書:滿足歐盟無線電設(shè)備指令(RED)信息安全標(biāo)準(zhǔn)
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴(kuò)散
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
共模電感
固態(tài)盤
固體繼電器
光傳感器
光電池
光電傳感器
光電二極管
光電開關(guān)
光電模塊
光電耦合器
光電器件
光電顯示
光繼電器
光控可控硅
光敏電阻
光敏器件
光敏三極管
光收發(fā)器
光通訊器件
光纖連接器
軌道交通
國(guó)防航空
過流保護(hù)器
過熱保護(hù)
過壓保護(hù)
焊接設(shè)備
焊錫焊膏
恒溫振蕩器
恒壓變壓器
恒壓穩(wěn)壓器