二十六大PCB設計方法

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無涯

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醉雪

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PCB設計看似簡單，實則並非如此，想要設計一款抗干擾好的PCB，除了必要的基本工之外，也需要一定的經驗方法，呂阿蠻根據自己的設計心得以及前輩的文章中精心總結提煉出了以下26條PCB設計經驗，看到網路上以前流傳著10大軟體濾波方法，本人就把這26條經驗或者說是規則，命名為「二十六大PCB設計方法與規則」（本人自詡為原創，如有引用請註明出自呂阿蠻之手）。由於呂阿蠻水平有限，字裡行間難免有缺點或存在不足，請讀者批評指導，以使「二十六大PCB設計方法與規則」更加完善。

1、把模擬信號部分、高速數字電路部分、雜訊源部分（繼電器、大電流開關）這三部分合理地分開，使相互間的信號耦合為最小。

2、元件面、焊接面應採取相互垂直、斜角或彎曲走線，避免平行來減少寄生耦合；避免相鄰導線平行段過長；加大信號間間距。高頻電路互聯導線盡量短，使用45 90折線，減少高頻信號發射。

3、在高頻情況下，PCB上的引線、過孔、電阻、電容、接插件的分布電感和電容等不可忽略。電容的分布電感、電感的分布電容不可忽略，電阻產生對高頻信號的反射。引線的分布電容會起作用，當長度大於雜訊頻率相應波長的1/20時，就產生天線效應，雜訊通過引線向外發射。印製電路板的過孔大約引起0.6PF的電容；一個集成電路本身的封裝材料引入2-6pf電容；一個線路板上的接插件有520nh的分布電感。一個DIP24集成電路插座，引入4-18nh的分布電感。這些小的分布參數對於較低頻率CPU可忽略不計，對於高速必須加以控制。

4、PCB要按單點接電、單點心接地的原則送電。三個區域的電源線、地線分三路引出。

5、地線電源線要盡量粗，雜訊與非雜訊元件要遠離

6、時鐘震蕩電路、特殊高速邏輯電路用地線圈起來，讓周圍電場趨近於0.

7、使用滿足系統要求的最低頻率的時鐘，盡量靠近使用該器件的器件；石英晶體振蕩器外殼要接地，時鐘線盡量短，遠離IO線，在振蕩器下面要加大接地面積而不應走其他信號線

8、IO驅動器件、功率放大器盡量靠近PCB的邊、靠近引出接插件。重要的信號線要短且粗，並在兩側加上保護地（包地）。將信號線通過扁平電纜引出時，要使用地線-信號-地線相間。。。的形式。

9、原則上每個IC要加0.01-0.1uf的去耦電容，每個電解電容加一個小的高頻旁路電容。布線時，去偶電容盡量靠近IC的電源接地腳。要選用高頻特性好的獨石電容瓷片電容做去耦電容，元件、去耦電容引腳要盡量短。

10、閑置不用的IC管腳不要懸空以引入干擾。閑置不用的門電路輸入端不要懸空，閑置不用的運放輸入正端接地，負端接輸出端；MCU不用的IO口定義輸出；MUC電源、地大於1個時，每個都要接上，不要懸空

11、輸入、輸出信號加光耦隔離，可以將主機部分和前後通道及其他部分切斷電路的聯繫，防止干擾進入MCU。

12、採用門電路將不同電位的信號，加到光耦上，構成簡單的邏輯電路，可方便地用於各種邏輯電路相連的輸入端，能把信號送出輸出端，而輸入端的雜訊不會送出

13、在輸入通道上採用一定的過壓保護電路，以防引入高壓，損壞系統電路。過壓保護電路有限流電阻和穩壓管組成，穩壓管以略高於最高傳送信號電壓為宜。

14、有效信號的頻譜與干擾的頻譜相互疊加，使用一般濾波電路很難分離，可採用調製解調技術。先用已知頻率的信號對有效信號進行調製，調製後的信號頻譜應遠離干擾信號的頻譜區域。傳輸中各種干擾信號很容易被濾波器濾除，被調製的有效信號經解調器後，恢復原狀。有時，不用硬體解調，運用軟體中的相關演算法，也可以達到解調的目的

15、雙絞線傳輸和終端阻抗匹配。在數字信號的長線傳輸時利用雙絞線，可以對雜訊干擾有良好的抑制效果

16、對容易產生干擾和被干擾的部件使用金屬盒進行屏蔽以使干擾電磁波短路接地。屏蔽外殼的接地點要與系統的信號參考點相接，而且只能單點接地，所有具有同參考點的電路必須裝在同一個屏蔽盒內。如有引出線，應採用屏蔽線，其屏蔽層應和外殼在同一點接系統參考點。參考點不同的系統應分別屏蔽，不可共處一個屏蔽盒內。在單片機IO口、電源線、電路板連接線等短劍地方使用抗干擾元件、如磁珠、磁環、電源濾波器、屏蔽罩、可顯著提高電路的抗干擾性能

17、如果採用負邏輯傳輸，就可以減少干擾引起的誤動作，提高數字信號傳輸的可靠性

18、在設計信號源時儘可能做到平衡對稱輸入，否則會產生附加的公模干擾。選用高增益、低雜訊、低飄逸、寬頻帶的高質量的差動放大器，以便獲得足夠高的共模抑制比。

19、一般一個TTL可推動8個TTL或10個CMOS，而一個CMOS可推動1-2個TTL或20多個CMOS。如果輸出負載過重，會降低輸出電平，使電平處於或低於被驅動器的輸入門檻電平，從而造成系統不穩定。提高元器件的可靠性的方法：①選用質量好的電子元件並進行嚴格的測試、篩選和老化 ②設計元件技術參數要有一定的餘量③提高印製板和組裝的質量

20、對控制系統的可靠性有嚴格要求的場合，使用雙機冗餘可進一步提高系統的抗干擾能力，雙機冗餘，就是執行同一個控制任務，用兩個單片機來完成

21、能用低速晶元就不用高速的，高速晶元用在關鍵地方

22、模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠離數字信號電路信號線，特別是時鐘

23、對ad類器件的數字部分與模擬部分應分開接地，不要交叉接地

24、關鍵的線要盡量粗，並在兩邊加上保護地；高速線短而直，對雜訊敏感的線不要與大電流、高速開關線平行

25、弱信號電路、低頻電路周圍不要形成電流環路。如非環路不可，讓環路區盡量小

26、用大電容的鉭電容或聚酯電容而不用電解電容做電路充放電存儲能電容

感謝您讀完了這篇文章，如果您是新手一定收穫了不少知識；如果您是老手，期待您的批評與指導。

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