PCB地線布設(shè)的一般原則
一、地線布設(shè)的一般原則
電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。如果能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用,可以解決部分干擾問題。地線布設(shè)時要符合以下原則:
1.首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀是矩形,長寬比為3:2或4:3。位于電路板邊緣的元器件離電路板邊緣一般不小于2 mm。
2.在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn)。
3.布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時注意飛線的抄板連接,把有連線關(guān)系的器件放在一起。
4.盡可能地減小環(huán)路面積,以抑制開關(guān)電源的輻射干擾。
5.按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。
6.放置器件時要考慮以后的焊接,不要太緊密。
二、實(shí)際布設(shè)地線時的注意事項(xiàng)
地線作為電路的公共參考點(diǎn)起著很重要的作用,它是控制干擾的重要方法。因此,在布局中應(yīng)仔細(xì)考慮接地線的放置。在地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1.盡量加粗接地線。若接地線很細(xì),接地電位則隨電流的變化而變化,致使抄板電子設(shè)備的定時信號電平不穩(wěn),抗噪聲性能變壞,因此要確保每一個大電流的接地端采用盡量短而寬的印制線,盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬。它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號線。如有可能,接地線的寬度應(yīng)大于3 mm,也可用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。
2.公共地線一般布置在印制電路板的最邊緣.并盡可能多地保留抄板銅箔,這樣既可便于印制電路板安裝在機(jī)架上,也便于機(jī)架相連接。公共地不應(yīng)該閉合,以免產(chǎn)生電磁感應(yīng),接地線要求盡量短,不同的單元電路應(yīng)該分別接地。
3.正確選擇接地方式。在低頻電路中,信號的頻率小于1 MHz,它的布線與器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大,因而采用單點(diǎn)接地。當(dāng)信號工作頻率大于10 MHz時,地線阻抗變得很大,此時應(yīng)盡量降低地線阻抗,采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1~10MHz時,如果采用單點(diǎn)接地,其地線長度不宜超過波長的1/20,否則采用多點(diǎn)接地。印制電路板上有多個返回地線,這些都匯聚在回電源的哪個接點(diǎn)上,就是所謂的單點(diǎn)接地。所謂的模擬地、數(shù)字地、大功率器件地分開,是指布線分開,而最后都匯聚到這個接地點(diǎn)上。與印制電路板以外的信號相連時,通常采用屏蔽電纜,一端接地為好。
4.?dāng)?shù)字電流不宜流經(jīng)模擬器件。在數(shù)字電路中,由于信號的頻率較高地線呈較大阻抗,如果和不同電路共用一段地線.強(qiáng)能出現(xiàn)公共阻抗耦合問題。PCB板上要盡量分開數(shù)字電路與模擬電路,兩者不要混用地線,宜分別與電源端相連。
5.如果印制電路板上有許多集成電路元件時,要將地線制成閉環(huán)路以明顯提高噪聲能力。因?yàn)榧呻娐吩艿浇拥鼐€粗細(xì)的限制,會在地線上產(chǎn)生較大的電位差,引起抗噪聲能力下降;若將地線接環(huán)路,會縮小電位差值,提高電子抄板設(shè)備的抗噪聲能力。
6.高頻電路不能采用分地線,而要用大面積接地方法。
7.高速電流不應(yīng)流經(jīng)低速電流。
8.盡量避免地環(huán)路。