印制电路板是电子制作中的重要组成部件,它的首要工作就是PCB图纸的绘制。印制电路板的设计不单是元器件、线路的简单布局安排,这是集成元件、有源元件、无源元件,信号一,电源线的高密度集合体,还必须符合抗干扰的设计原则。其抗干扰性能直接影响到整机的稳定性、可靠性,所以印制电路板的抗干扰是设计中至关重要的一环。我们就绘制电路板PCB图纸工作中的几点经验总结如下。

1.印制电路板尺寸要适中。如果尺寸过大,会因印制线条加长,阻抗增加,而导致抗噪声能力下降,而且成本也会增加;如果尺寸过小,印制线条过密,容易受相邻线条影响,元器件也会因过于集中,影响散热。相关元件应相邻放置,以减小布线长度,获得好的抗噪声效果。对于易产生噪声的器件(继电器、可控硅等)应尽量远离易被干扰的敏感器件(A/D、D/A转换器、单片机、数字IC),最好分开制作电路板。

2.地线结构有系统地,机壳地(屏蔽地)、数字地、模拟地等。地线的连接分布不正确是产生干扰的重要因素。在设计中要注意以下几点:
(1)有模拟电路又有数字电路的印制电路板。数字“地”、模拟“地”应分开布,不能相混。正确布线如图1所示。
(2)大功率器件流过的电流较大,会造成数毫状,甚至几伏的压降,严重干扰低电平信号电路,所以信号地和大功率地应分开布线,单独接地。
(3)在低频电路中信号工作频率小于1MHz时,它的布线与元器件间的电感影响小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因此采用一点接地当信号频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,而采用就近多点接地。
(4)地线太细,地线电阻会很大,接地电位会随电流变化而变化,对信号产生影响。因此,在空间允许的情况下,尽量加粗地线(一般在3mm以上),使其有足够容量通过实际电流,不至于引起印制板发热升温从而提高抗干扰能力。同时尽量加大模拟电路的接地面积。
(5)数字电路设计中,因为元器件布局的影响,使地线的粗细受到限制。因此在耗电较多的集成电路中,由于地线较细会在地线端处产生电位差,给电路带来干扰,若作成闭环回路,电位差将大大减小。正确布线如图2。

3.电源噪声对电路性能影响较大,特别在数字电路中,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声。用短线向各印制电路板并行供电,电源线要根据电流大小昼加粗,除减小压降外,还可以降低耦合噪声。
(1)多块逻辑电路的供电,应在电源和地线的引入附近并接一个10~100μF的大电容和一个0.01~0.1μF的电容,以防止板间干扰。
(2)电源输入端跨接100μF或更大的电解电容,减小电源噪声。
(3)印制电路板上,每个集成都要接入高频旁路电容,并且旁路电容要紧靠在集成片的V∝与GND端,引线量短。从高频电容的管脚引线,不能从集成块的V∝与GND端再引线。高频电容引线如图3所示。
(4)对于抗噪声能力弱,关断时电流变化大的器件和ROM、RAM存贮器器件,应在芯片的电源线(V∝)和地(GND)间直接接入去耦电容。
另外,电源线与地线走向应与数据线传递方向一致,以增加抗干扰能力。

4．布线的注意事项:
(1)在高频电路中,布线应避免90°折线。减小高频噪声发射。正确布线如图4示。
(2)布线时,应尽量减小回路面积,以降低感应噪声。正确布线如图5示。
(3)晶振布线方法,扩大地线分布面积,并包围管脚。如图6示。
　　　　　　　　　　　　　　　　选自《电子制作》　 作者 方滢