5 电源部分设计
不合理的电源布线会产生很大的噪声,引起产品性能下降。在电源入口处的电源线和地线之间跨接一个10-100μF 的电容,可有效降低噪声干扰。
5.1. 电源去耦滤波设计
在每块集成电路芯片电源两端跨接一个0.01-0.1μF 的去耦电容,能较大程度地减小噪声,并能够减少跨板间的浪涌电流。在能够达到电流补偿目的的情况下,去耦电容值越小越好,贴片电容引线电感小,应优先选用。
最有效的电源滤波方法是在交流电源的进线处安置滤波器,为避免导线相互耦合或形成环路,滤波器的输入输出线应分别从PCB 板的两边引出,而且使引线尽可能短。
5.2 电源保护设计
电源保护设计包括过流保护、欠压报警、缓启动、过压保护等设计内容。PCB 板的电源部分也可以通过保险丝来实现过流保护,但为了避免保险丝熔断过程中影响其他模块,还应该设计输入电压保持电容。为防止意外的瞬间过压损坏器件,可以通过放电管、压敏电阻等保护器件在配电线路与地电位之间建立一个等电位,以达到过压保护的目的。
6.接地设计
设备的接地方式主要有浮地、单点接地和多点接地三种。其中浮地容易产生静电积累和静电放电,应慎重考虑。一般来讲,当电路工作在1MHz或更低频率范围时,单点接地是最好的选择;当电路处于10MHz 以上的较高频率时,电流返回路径中的有限阻抗会导致出现不希望有的射频电流,应尽量选用多点接地。对于既有数字电路又有模拟电路的PCB,要做好分地处理。布置地线时,地线应尽可能地粗,使它至少能通过三倍于PCB 板的允许电流,以提高抗噪声性能。如果用大面积覆铜方式铺设地线,应尽量避免死铜现象,并将同一功能电路的覆铜用粗导线连在一起,以保证地线质量,降低噪音。
由于带状电缆是非屏蔽性的,使用时最好信号线和地线一一对应,保证每一根信号线都有一个单独的接地回路,这样公共阻抗的耦合将不存在,而且导线间的串扰也将减至最小。值得注意的是无论使用何种电缆,都要求将其屏蔽层接地。
7 静电防护设计
静电放电的特点是高电位、低电荷、大电流和短时间,对PC 设计的静电防护问题可从以下几方面进行考虑:
(1) 尽量选择静电敏感等级高的元器件,抗静电能力差的敏感元件应远离静电放电源。试验证明,每千伏静电电压的击穿距离约1mm,因此,若将元器件同静电放电源保持16 mm 距离,即可抵抗约16kV 的静电电压;
(2) 保证信号回流具有最短通路,有选择性的加入滤波电容和去耦电容,提高信号线的静电放电免疫能力;
(3) 采用保护器件如电压瞬态抑制二极管,对电路进行保护设计;
(4) 相关人员在接触PCB 时务必带上静电手环,避免人体电荷移动而导致静电积累损伤。