高速PCB设计指南 高速PCB设计指南之四 第一篇印制电路板的可靠性设计 目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明, 即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响 例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成 反射噪声。因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法 地线设计 在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可 解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻 辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点: 1.正确选择单点接地与多点接地 低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地 电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时,地 线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~10MH 时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。 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,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混, 分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积 尽量加粗接地线 若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪 声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可 能,接地线的宽度应大于3m 4.将接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的 提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件 时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接 地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力 、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仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁 兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰,使电子设备在特定的电磁环境中 能够正常工作,同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰 选择合理的导线宽度由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线 的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比, 与其宽度成反比,因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器 的信号线常常载有大的瞬变电流,印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路,印制导线宽度 在1.5m左右时,即可完全满足要求;对于集成电路,印制导线宽度可在0.2~1.0m之间选择。 2.采用正确的布线策略采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增 加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另高速 PCB 设计指南 - 1 - 高速 PCB 设计指南之四 第一篇 印制电路板的可靠性设计 目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明， 即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。 例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成 反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。 一、 地线设计 在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可 解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻 辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点： 1. 正确选择单点接地与多点接地 低频电路中，信号的工作频率小于 1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地 电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于 10MHz 时，地 线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在 1～10MHz 时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的 1/20，否则应采用多点接地法。 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，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混， 分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。 3. 尽量加粗接地线 若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪 声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可 能，接地线的宽度应大于 3mm。 4. 将接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的 提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件 时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接 地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。 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仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁 兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中 能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。 1. 选择合理的导线宽度由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线 的电感成分造成的，因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比， 与其宽度成反比，因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器 的信号线常常载有大的瞬变电流，印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路，印制导线宽度 在 1.5mm 左右时，即可完全满足要求；对于集成电路，印制导线宽度可在 0.2～1.0mm 之间选择。 2.采用正确的布线策略采用平等走线可以减少导线电感，但导线之间的互感和分布电容增 加，如果布局允许，最好采用井字形网状布线结构，具体做法是印制板的一面横向布线，另