高速PCB设计指南 号通过引线AB传向B端。信号在AB线上的延迟时间是Td。在D点,由于A点信号 的向前传输,到达B点后的信号反射和AB线的延迟,Td时间以后会感应出一个宽 度为Tr的页脉冲信号。在C点,由于AB上信号的传输与反射,会感应出一个宽度 为信号在AB线上的延迟时间的两倍,即2Td的正脉冲信号。这就是信号间的交叉干 扰。干扰信号的强度与C点信号的di/at有关,与线间距离有关。当两信号线不是 很长时,AB上看到的实际是两个脉冲的迭加 oMoS工艺制造的微控制由输入阻抗高,噪声高,噪声容限也很高,数字电路是 迭加100200m噪声并不影响其工作。若图中AB线是一模拟信号,这种干扰就变为 不能容忍。如印刷线路板为四层板,其中有一层是大面积的地,或双面板,信号线 的反面是大面积的地时,这种信号间的交叉干扰就会变小。原因是,大面积的地减 小了信号线的特性阻抗,信号在D端的反射大为减小。特性阻抗与信号线到地间的 介质的介电常数的平方成反比,与介质厚度的自然对数成正比。若AB线为一模拟信 号,要避免数字电路信号线CD对AB的干扰,AB线下方要有大面积的地,AB线到 CD线的距离要大于AB线与地距离的2~3倍。可用局部屏蔽地,在有引结的一面引 线左右两侧布以地线 (4)减小来自电源的噪声 电源在向系统提供能源的同时,也将其噪 声加到所供电的电源上。电路中微控制器的复位线,中断线,以及其它一些控制线 最容易受外界噪声的干扰。电网上的强干扰通过电源进入电路,即使电池供电的系 统,电池本身也有高频噪声。模拟电路中的模拟信号更经受不住来自电源的干扰 (5)注意印刷线板与元器件的高频特性 在高频情况下,印刷线路板 上的引线,过孔,电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。电容的分布 电感不可忽略,电感的分布电容不可忽略。电阻产生对高频信号的反射,引线的分 布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20时,就产生天线效应,噪声 通过引线向外发射。印刷线路板的过孔大约引起0.6pf的电容 个集成 电路本身的封装材料引入26pf电容。 个线路板上的接插件,有520nH 的分布电感。一个双列直扦的24引脚集成电路扦座,引入418nH的分布电 这些小的分布参数对于这行较低频率下的微控制器系统中是可以忽略 不计的;而对于高速系统必须予以特别注意 (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 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 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:一方面是本集成高速 PCB 设计指南 - 8 - 号通过引线 AB 传向 B 端。信号在 AB 线上的延迟时间是 Td。在 D 点，由于 A 点信号 的向前传输，到达 B 点后的信号反射和 AB 线的延迟，Td 时间以后会感应出一个宽 度为 Tr 的页脉冲信号。在 C 点，由于 AB 上信号的传输与反射，会感应出一个宽度 为信号在 AB 线上的延迟时间的两倍，即 2Td 的正脉冲信号。这就是信号间的交叉干 扰。干扰信号的强度与 C 点信号的 di/at 有关，与线间距离有关。当两信号线不是 很长时，AB 上看到的实际是两个脉冲的迭加。 CMOS 工艺制造的微控制由输入阻抗高，噪声高，噪声容限也很高，数字电路是 迭加 100~200mv 噪声并不影响其工作。若图中 AB 线是一模拟信号，这种干扰就变为 不能容忍。如印刷线路板为四层板，其中有一层是大面积的地，或双面板，信号线 的反面是大面积的地时，这种信号间的交叉干扰就会变小。原因是，大面积的地减 小了信号线的特性阻抗，信号在 D 端的反射大为减小。特性阻抗与信号线到地间的 介质的介电常数的平方成反比，与介质厚度的自然对数成正比。若 AB 线为一模拟信 号，要避免数字电路信号线 CD 对 AB 的干扰，AB 线下方要有大面积的地，AB 线到 CD 线的距离要大于 AB 线与地距离的 2~3 倍。可用局部屏蔽地，在有引结的一面引 线左右两侧布以地线。 (4) 减小来自电源的噪声 电源在向系统提供能源的同时，也将其噪 声加到所供电的电源上。电路中微控制器的复位线，中断线，以及其它一些控制线 最容易受外界噪声的干扰。电网上的强干扰通过电源进入电路，即使电池供电的系 统，电池本身也有高频噪声。模拟电路中的模拟信号更经受不住来自电源的干扰。 (5) 注意印刷线板与元器件的高频特性 在高频情况下，印刷线路板 上的引线，过孔，电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。电容的分布 电感不可忽略，电感的分布电容不可忽略。电阻产生对高频信号的反射，引线的分 布电容会起作用，当长度大于噪声频率相应波长的 1/20 时，就产生天线效应，噪声 通过引线向外发射。 印刷线路板的过孔大约引起 0.6pf 的电容。 一个集成 电路本身的封装材料引入 2~6pf 电容。 一个线路板上的接插件，有 520nH 的分布电感。一个双列直扦的 24 引脚集成电路扦座，引入 4~18nH 的分布电 感。 这些小的分布参数对于这行较低频率下的微控制器系统中是可以忽略 不计的；而对于高速系统必须予以特别注意。 (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