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印刷知识:单片机系统印刷电路板设计技巧

单片机系统印刷电路板设计技巧

印刷电路板的设计对单片机系统能不能抗干扰能力十分关键。要秉着尽可能操控噪声源、尽可能减少噪声的传播与耦合、尽可能减少噪声的吸收这三大基本原则设计印刷电路板和布线。

印刷电路板要科学合理分区域,单片机系统通常可分三区,即模拟区(怕干扰)、数字区(即怕干扰又造成干扰)和功率驱动区(干扰源)。

印刷电路板单点接电源、单点接地基本原则送电。三个区域的电源线、地线分三路引出。噪声元件与非噪声元件应离得远一点。

设计技巧

1、把时钟振荡电路、特殊高速逻辑电路部分用地线圈起来,让周边电场近于零。

2、I/O驱动器件、功率放大器件尽可能接近板子的边,接近接插件。

3、可以用低速的器件就不需要高速的器件,高速器件仅用在关键地方。

4、应用满足系统要求的最低频率的时钟,时钟产生器尽可能接近使用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地,时钟线要尽可能的短,且不要再引得到处都是。石英振荡器的下面、噪声敏感器件下面要扩大地的面积而不应该走别的信号线。时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小,时钟线要远离I/O线。

5、应用45度的线,不要再应用90度的折线,以减少高频信号的发射。单面板、双面板,电源线、地线要尽可能的粗。信号线的过孔要尽可能少。

6、4层板比双面板噪声低20dB。6层板比4层板低10dB。经济允许时尽可能用多层板。

7、关键的线尽可能短并要尽可能粗,并在两侧再加上保护地。若将敏感信号和噪声场带信号通过一条扁带电缆引出的话。要用地线-信号-地线的方式引出。

8、其他信号线都不要再形成环路,如难以避免,环路应尽可能小。

9、对A/D类器件,数字部分与模拟部分宁可绕一下也不要再交叉。噪声敏感线不要再与高速线、大电流线平行

10、单片机及其他IC电路,如果有多个电源、地的话,每端都需要加一个去耦电容。每一个IC得加一个去耦电容,要选高频信号好的独石或瓷片电容作为去耦电容。去耦电容焊在板子上时,引脚要尽可能短。用大容量的钽电容或聚脂电容而不需要电解电容作为电路充电的储能电容是因为电解电容分布电感较大,对高频没用。如用电解电容则要与高频特性好的去耦电容成对应用。

11、单片机不需要的I/O端口要定义成输出。从高噪声区来的信号得加滤波。继电器线圈外要放放电二极管。可以用串一个电阻的办法来软化I/O线的跳变沿或出示一定的阻尼。

12、需要时,电源线、地线上可加用铜线绕制铁氧体而成的高频扼流器件,用于阻断高频噪声的传导。弱信号引出线、高频、大功率引出电缆得加屏蔽。引出线与地线要绞起来。

13、印刷电路板过大或信号线频率过高,可使线上的延迟时间高于或等于信号上升时间,该线要按传输线处理,得加终端匹配电阻。

14、尽可能不要再应用IC插座,把IC直接焊在板子上,IC座有较大的分布电容

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