PCB设计中增强抗干扰能力的方法

电子技术的快速发展促成了电子元件的高密度化，这促使PCB设计人员具备抗干扰能力。在PCB设计过程中，设计人员必须符合PCB设计的一般原则和抗干扰要求。 PCB设计中的抗干扰能力直接关系到电子产品的有效性和稳定性，甚至被视为设计的重点。当在设计过程中充分考虑抗干扰的要求时，以后无需再采取抗干扰补救措施，也节省了时间。

PCB中产生干扰的来源

PCB中产生干扰的来源有以下几个方面：
a．干扰源是指继电器、可控硅、电机、高频时钟等产生干扰的元器件、设备或信号。
b．敏感元件是指A/D（D/A）转换器、单片机（SCM）、数字IC等容易受到影响的对象。
c．传输路径是指干扰从源传播到敏感元件的路径或介质。根据干扰的传播路径，干扰可分为传导干扰和辐射干扰两大类。前者是指通过导线传输到敏感元件的干扰。与有用信号的频段不同，可以通过在引线上加滤波器来减少高频干扰噪声的传播，有时加隔离光耦也可以工作。辐射干扰是指通过空间传输到敏感元件的干扰。一般的解决办法是加大干扰源与敏感元件之间的距离或通过地线将其隔离。

PCB设计中的抗干扰原则

抗干扰的一般原则应包括抑制干扰源、减少干扰传输路径和提高敏感元件的抗干扰能力。各项原则的具体措施将在以下内容中展示：

• 抑制干扰源

一个。对于继电器，可以采取两种措施来抑制干扰源。干扰源是指继电器、可控硅、电机、高频时钟等产生干扰的元器件、设备或信号。
1)。继电器线圈可加反激二极管，以消除反电动势对线圈关断产生的干扰。
2).火花抑制电路可以并联在继电器的引脚上，以减少火花的干扰。

湾。对于电机，可以添加滤波电路。注意电容和电感的引线要尽量短。

C。对于可控硅，可在可控硅管脚接RC干扰电路，以降低可控硅产生的噪声。

d。板上的每个 IC 都应连接一个 0.01MF 到 0.1MF 范围内的高频电容，以减少 IC 对电源产生的干扰。注意高频电容的走线，走线要靠近电源，要短而粗。否则会增加等效串联电阻，影响滤波效果。

• 减少干扰传输路径

具体而言，切断干扰传输路径的一般措施包括：
a．应充分考虑电源对单片机的影响。很多单片机对电源噪声比较敏感，为了减少电源噪声对单片机的干扰，需要在单片机电源中加入滤波电路或稳压器。
b．如果单片机的I/O口用于控制噪声分量，I/O口与噪声源之间应加隔离（Π形滤波）。
c．应注意晶体振荡器布线。晶体振荡器应靠近 SCM 引脚，并用地线隔离时钟区。晶振外壳接地并稳定。
d．电路板应根据强弱信号、数字信号或模拟信号进行合理的分区。电机或继电器等干扰源应与单片机等敏感元件隔离。
e．应使用地线将数字区域与模拟区域隔离，将数字地与模拟地隔离，模拟地的一端将连接到电源地。该原理同样适用于A/D和D/A芯片布线。
f．单片机和大功率元件的地线应独立接地，以减少相互干扰。此外，大功率元件应放置在板的边缘。
g．单片机I/O口、电源线、PCB连接线等板卡关键部位采用铁氧体磁珠、铁氧体管、电源滤波器、屏蔽罩等抗干扰元件，大幅提升抗干扰能力电路。

• 提高敏感元件的抗干扰能力

这是指减少敏感元件对干扰噪声的拾取和从异常情况中快速恢复的措施。提高敏感元件抗干扰能力的一般措施包括：
a．布线时应扩大电路环路面积，以减少感应噪声。
b．走线时，电源线和地线都尽量粗，这样可以降低压降，去耦噪声。
c．单片机的空闲I/O口要接地或接电源，其他IC空闲口也应接地，不改变系统逻辑。
d．单片机上应使用电源监视器和看门狗电路，使整个电路的抗干扰能力大大提高。
e． IC元件应直接焊接在板上，而不是IC插座。
f．由于目前的速度可以满足要求，应减少单片机的晶振，重新启动低速数字电路。

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