《电子基础》

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电子基础- 第3部分


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(6) 元件布置要合理分区

元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题,原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上,要把模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源部分(如继电器,大电流开关等)这三部分合理地分开,使相互间的信号耦合为最小。

G 处理好接地线

印刷电路板上,电源线和地线最重要。克服电磁干扰,最主要的手段就是接地。

对于双面板,地线布置特别讲究,通过采用单点接地法,电源和地是从电源的两端接到印刷线路板上来的,电源一个接点,地一个接点。印刷线路板上,要有多个返回地线,这些都会聚到回电源的那个接点上,就是所谓单点接地。所谓模拟地、数字地、大功率器件地开分,是指布线分开,而最后都汇集到这个接地点上来。与印刷线路板以外的信号相连时,通常采用屏蔽电缆。对于高频和数字信号,屏蔽电缆两端都接地。低频模拟信号用的屏蔽电缆,一端接地为好。

对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属罩屏蔽起来。

(7) 用好去耦电容。

好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为0。1uf的去耦电容有5nH分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。

1uf,10uf电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频率噪声的效果要好一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uf或10uf的去高频电容往往是有利的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。

每10片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电容大小可选10uf。最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。

去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f计算;即10MHz取0。1uf,对微控制器构成的系统,取0。1~0。01uf之间都可以。

3、 降低噪声与电磁干扰的一些经验。

(1) 能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。

(2) 可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。

(3) 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。

(4) 使用满足系统要求的最低频率时钟。

(5) 时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地。

(6) 用地线将时钟区圈起来,时钟线尽量短。

(7) I/O驱动电路尽量靠近印刷板边,让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波,从高噪声区来的信号也要加滤波,同时用串终端电阻的办法,减小信号反射。

(8) MCD无用端要接高,或接地,或定义成输出端,集成电路上该接电源地的端都要接,不要悬空。

(9) 闲置不用的门电路输入端不要悬空,闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端。 (10) 印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。

(11) 印制板按频率和电流开关特性分区,噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。

(12) 单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗,经济是能承受的话用多层板以减小电源,地的容生电感。

(13) 时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。

(14) 模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线,特别是时钟。

(15) 对A/D类器件,数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。

(16) 时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小,时钟元件引脚远离I/O电缆。

(17) 元件引脚尽量短,去耦电容引脚尽量短。

(18) 关键的线要尽量粗,并在两边加上保护地。高速线要短要直。

(19) 对噪声敏感的线不要与大电流,高速开关线平行。

(20) 石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。

(21) 弱信号电路,低频电路周围不要形成电流环路。

(22) 任何信号都不要形成环路,如不可避免,让环路区尽量小。

(23) 每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。

(24) 用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电容时,外壳要接地。

 
 
模拟地和数字地单点接地
  只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是〃浮地〃,存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。
   磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。 
   电容隔直通交,造成浮地。
   电感体积大,杂散参数多,不稳定。
   0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。
   跨接时用于电流回路
   当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。
   配置电路
   一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。
   空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。
   其他用途  
  布线时跨线
   调试/测试用
   临时取代其他贴片器件
   作为温度补偿器件 

更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。



 
 
SOLOMON 发表于 2006…7…24 14:03:00 国家标准规定了电阻的阻值按其精度分为两大系列,分别为E…24系列和E…96系列,E…24系列精度为5%,E…96系列为1%, 在这两种系列之外的电阻为非标电阻,较难采购。下面列出了常用的5%和1%精度电阻的标称值,供大家设计时参考。 

精度为5%的碳膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 

1。0    5。6    33     160     820      3。9K     20K     100K     510K     2。7M 
1。1    6。2    36     180     910      4。3K     22K     110K     560K     3M 
1。2    6。8    39     200     1K        4。7K     24K     120K     620K     3。3M 
1。3    7。5    43     220     1。1K     5。1K     27K     130K     680K     3。6M 
1。5    8。2    47     240     1。2K     5。6K     30K     150K     750K     3。9M 
1。6    9。1    51     270     1。3K     6。2K     33K     160K     820K     4。3M 
1。8    10     56     300     1。5K     6。6K     36K     180K     910K     4。7M 
2。0    11     62     330     1。6K     7。5K     39K     200K     1M        5。1M 
2。2    12     68     360     1。8K     8。2K     43K     220K     1。1M     5。6M 
2。4    13     75     390     2K        9。1K     47K     240K     1。2M     6。2M 
2。7    15     82     430     2。2K     10K      51K     270K     1。3M     6。8M 
3。0    16     91     470     2。4K     11K      56K     300K     1。5M     7。5M 
3。3    18    100    510     2。7K     12K      62K     330K     1。6M     8。2M 
3。6    20    110    560     3K       13K      68K     360K     1。8M     9。1M 
3。9    22     120    620     3。2K     15K      75K     390K     2M       10M 
4。3    24     130    680     3。3K     16K      82K     430K     2。2M     15M 
4。7    27     150    750     3。6K     18K      91K     470K     2。4M     22M 
5。1    30   
   
  精度为1%的金属膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 

10      33      100    332    1K       3。32K    10。5K    34K      107K    357K 
10。2    33。2    102    340    1。02K    3。4K     10。7K    34。8K    110K    360K 
10。5    34      105    348    1。05K    3。48K    11K      35。7K    113K    365K 
10。7    34。8    107    350    1。07K    3。57K    11。3K    36K      115K    374K 
11      35。7    110    357    1。1K     3。6K     11。5K    36。5K    118K    383K 
11。3    36      113    360    1。13K    3。65K    11。8K    37。4K    120K    390K 
11。5    36。5    115    365    1。15K    3。74K    12K      38。3K    121K    392K 
11。8    37。4    118    374    1。18K    3。83K    12。1K    39K      124K    402K 
12      38。3    120    383    1。2K     3。9K     12。4K    39。2K    127K    412K 
12。1    39      121    390    1。21K    3。92K    12。7K    40。2K    130K    422K 
12。4    39。2    124    392    1。24K    4。02K    13K      41。2K    133K    430K 
12。7    40。2    127    402    1。27K    4。12K    13。3K    42。2K    137K    432K 
13      41。2    130    412    1。3K     4。22K    13。7K    43K      140K    442K 
13。3    42。2    133    422    1。33K    4。32K    14K      43。2K    143K    453K 
13。7    43      137    430    1。37K    4。42K    14。3K    44。2K    147K    464K 
14      43。2    140    432    1。4K     4。53K    14。7K    45。3K    150K    470K 
14。3    44。2    143    442    1。43K    4。64K    15K      46。4K    154K    475K 
14。7    45。3    147    453    1。47K    4。7K     15。4K    47K      158K    487K 
15      46。4    150    464    1。5K     4。75K    15。8K    47。5K    160K    499K 
15。4    47      154    470    1。54K    4。87K    16K      48。7K    162K    511K 
15。8    47。5    158    475    1。58K    4。99K    16。2K    49。9K    165K    523K 
16      48。7    160    487    1。6K     5。1K     16。5K    51K      169K    536K 
16。2    49。9    162    499    1。62K    5。11K    16。9K    51。1K    174K    549K 
16。5    51      165    510    1。65K    5。23K    17。4K    52。3K    178K    560K 
16。9    51。1    169    511    1。69K    5。36K    17。8K    53。6K    180K    562K 
17。4    52。3    174    523    1。74K    5。49K    18K      54。9K    182K    576K 
17。8    53。6    178    536    1。78K    5。6K     18。2K    56K      187K    590K 
18      54。9    180    549    1。8K     5。62K    18。7K    56。2K    191K    604K 
18。2    56      182    560    1。82K    5。76K    19。1K    57。6K    196K    619K 
18。7    56。2    187    562    1。87K    5。9K     19。6K    59K      200K    620K 
19。1    57。6    191    565    1。91K    6。04K    20K      60。4K    205K    634K 
19。6    59      196    578    1。96K    6。19K    20。5K    61。9K    210K    649K 
20      60。4    200    59
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