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颠转仪PCB布局避坑指南 降低电磁干扰的3个关键设计

06/30 09:21
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在颠转仪的 PCB 布局设计中,有效降低电磁干扰(EMI)是保障其稳定运行、精准输出信号的关键。不合理的布局可能导致信号失真、设备故障等问题。下面为你介绍 3 个降低电磁干扰的关键 PCB 布局设计要点,助你避开常见设计陷阱。?

一、合理进行电路分区?

(一)模拟与数字电路分离?

颠转仪内部通常包含模拟电路数字电路。模拟电路对干扰较为敏感,而数字电路在运行时会产生高频噪声。若将二者混在一起,数字电路产生的噪声极易耦合到模拟电路中,干扰模拟信号的正常传输。例如,模拟信号的放大电路与数字逻辑芯片应分别放置在 PCB 的不同区域。可在二者之间设置隔离带,如空白区域或接地铜皮,以减少相互干扰。并且,模拟电路和数字电路应拥有各自独立的电源和接地回路,避免共用导致干扰传导。?

(二)高频与低频电路分区?

高频电路在工作时会产生较强的电磁辐射,若与低频电路距离过近,容易干扰低频电路。比如,颠转仪中的射频模块属于高频电路,而一些控制电路属于低频电路。应将高频电路集中布置在 PCB 的一侧,低频电路布置在另一侧。同时,高频电路的走线要尽量短且粗,以减少线路阻抗,降低信号损耗和辐射。还可通过在高频电路周围设置屏蔽层,如金属屏蔽罩,进一步减少高频辐射对其他电路的影响。?

二、优化走线设计?

(一)避免长距离平行走线?

平行走线会增加线路间的电容电感耦合,导致串扰现象,尤其是在高速信号传输时,问题更为严重。在颠转仪的 PCB 布局中,要尽量避免信号走线长距离平行。若无法避免,应增大走线间距,一般建议间距至少为走线宽度的两倍。例如,若走线宽度为 0.3mm,那么平行走线间距应不小于 0.6mm。此外,对于敏感信号,如角度传感器的输出信号线,可采用屏蔽走线方式,在信号线两侧设置接地保护线,减少外界干扰。?

(二)控制走线拐角?

走线的拐角处容易产生信号反射,从而增加电磁干扰。在 PCB 布局时,应避免走线出现 90° 直角,尽量采用 45° 角或圆角。45° 角的走线能有效减少信号在拐角处的反射,保持信号的完整性。以时钟信号线为例,若采用直角走线,信号在拐角处会发生反射,导致波形畸变,影响时钟信号的准确性,进而干扰颠转仪的整体运行。而采用 45° 角或圆角走线,可降低这种反射,提高信号质量。?

三、完善接地设计?

(一)增大接地面积?

良好的接地是降低电磁干扰的基础。在颠转仪的 PCB 设计中,要尽可能增大接地面积,形成完整的接地平面。大面积的接地平面可以为信号提供低阻抗的回流路径,减少信号回路的面积,从而降低电磁辐射。比如,将 PCB 的整个底层或部分层设置为接地层,使大部分元器件的接地引脚都能就近连接到接地层。同时,接地层应保持连续,避免出现缝隙或断裂,否则会破坏接地的完整性,导致信号回流不畅,增加电磁干扰。?

(二)合理设置接地过孔?

接地过孔用于连接不同层的接地平面,其设置是否合理对电磁干扰有重要影响。过孔数量不足或分布不合理,会使接地阻抗增大,影响接地效果。在高频电路区域和关键元器件附近,应密集设置接地过孔,确保接地路径的低阻抗。例如,对于高速信号走线下方,每隔一定距离就设置一个接地过孔,将信号层与接地层紧密连接。此外,要注意过孔的尺寸,过孔孔径过小会增加电阻,过大则可能影响 PCB 的机械性能,需根据实际情况选择合适的过孔尺寸。

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北京冠测是集业设计、开发、销售于一体的技术性 企业。

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