如何加强PCB可靠性设计（一）

目前，印刷电路板仍然是用于各种电子设备和系统的电子设备的主要装配方法。实践证明，即使电路原理图设计正确，印刷电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印刷电路板的两条细平行线靠得很近，就会形成信号波形的延迟，并在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印刷电路板时，应注意采用正确的方法。今天，中雷电子首先从地线设计，EMC与每个人一起设计分享。
第一，地线设计
在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如果正确使用接地和屏蔽，大多数干扰问题都可以解决。电子设备中的地线结构一般是系统接地、机箱接地(屏蔽接地)、数字接地(逻辑接地)和模拟接地等。地线：的设计应注意以下几点
1.单点接地和多点接地的正确选择
在低频电路中，信号的工作频率小于1兆赫兹，其接线与器件之间的电感影响很小，而接地电路形成的环流对干扰影响很大，因此应采用一点接地。当信号工作频率大于10兆赫时，地线阻抗变得很大。此时，应尽可能降低地线阻抗，并采用最近的多点接地。当工作频率为1 ~ 10兆赫时，如果采用单点接地，地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地。
2.将数字电路与模拟电路分开
电路板上既有高速逻辑电路，也有线性电路，所以应尽量分开，两者的地线不要混在一起，应分别与电源端的地线相连。尽量扩大线性电路的接地面积。
3.试着大胆与地线联系
如果接地地线很薄，接地电位会随着电流的变化而变化，这将导致电子设备的时序信号电平不稳定，抗噪声性能变差。因此，连接地线应该尽可能厚，以便它可以通过三个印刷电路板的允许电流。如果可能，连接地线的宽度应大于3毫米。
4.连接地线形成一个闭环
在设计仅由数字电路组成的印刷电路板的地线系统时，通过将连接地线形成一个闭环，可以明显提高抗噪声能力。原因是印刷电路板上有许多集成电路元件，特别是当有消耗大量功率的元件时，由于地线，厚度的限制，接地结上会产生很大的电位差，从而导致抗噪声能力下降。如果接地结构为回路，电位差将减小，电子设备的抗噪声能力将提高。
二、电磁兼容性设计
电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中协调有效工作的能力。电磁兼容设计的目的是使电子设备能够抑制各种外部干扰，使电子设备在特定的电磁环境中正常工作，同时减少电子设备本身对其他电子设备的电磁干扰。
1.选择合理的导线宽度。瞬态电流对印制线条造成的冲击干扰主要是由印刷导线的电感引起的，因此应尽量减小印刷导线的电感。印刷导线的电感与其长度成正比，与其宽度成反比，因此短而精确的导线有利于抑制干扰。时钟引线，行驱动器或总线驱动器的信号线经常携带大的瞬态电流，并且印刷导体应该尽可能短。对于分立元件电路，当印刷线宽度约为1.5毫米时，完全可以满足要求；对于集成电路，宽度
2.采用正确的布线策略，采用同等的布线可以降低导线的电感，但导线之间的互感和分布电容会增加。如果布局允许，最好采用网格状的网络布线结构。具体方法是将印刷电路板的一面水平布线，另一面纵向布线，然后将十字孔与金属化孔连接。为了抑制印刷电路板导线之间的串扰，在设计布线时应尽可能避免长距离等距离布线，线路之间的距离应尽可能加宽，信号线和地线与供电线路之间的交叉应尽可能不多。在一些对干扰非常敏感的信号线之间设置接地的印制线，可以有效地抑制串扰。
为了避免高频信号通过印刷线路时产生，印刷电路板布线时应注意以下几点：
(1)尽量减少印刷导体的不连续性，例如导体的宽度不应突然改变，导体的转角应大于90度，禁止圆形布线。
(2)时钟信号引线最有可能产生电磁辐射干扰，因此它应该靠近回路， 地线，并且驱动器应该靠近连接器。
(3)总线司机应该靠近他想驾驶的总线。对于那些离开印刷电路板的引线人来说，驱动器应该靠近连接器。
(4)数据总线的布线应在每两个信号线之间有一个信号地线。最好将回路放在最不重要的地址引线，旁边，因为后者经常携带高频电流。
3.反射干扰的抑制为了抑制印制线带终端出现的反射干扰，除特殊需要外，应尽可能缩短印制线长度，并采用慢速电路。必要时，可增加端子匹配，即在传输线接地端和电源端增加一个电阻值相同的匹配电阻。根据经验，当速度较高的TTL电路的印制线条大于10厘米时，应采取端子匹配措施。匹配电阻的电阻值应根据集成电路的输出驱动电流和吸收电流的最大值来确定。
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