(2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。

(3)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。

(4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号分开。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。

(5)用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。

(6)单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。

(7)在单片机I/O口、电源线、电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显着提高电路的抗干扰性能。

2.3 提高敏感器件的抗干扰性能

提高敏感器件的抗干扰性能是指敏感器件尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复正常的方法。提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下。

(1)布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。

(2)布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。

(3)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。

(4)对单片机使用电源监控及看门狗电路,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。

(5)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。

3 实际应用中的设计要点

3.1 精心做好板层的定义

对于多层PCB板的分层,从EMC角度出发并综合其它因素,给出优选的层设置如表1所示。地平面EMC的主要目的是提供一个低阻抗的地,并且给电源提供最小的噪声回流。在实际布线中,位于两地层之间的信号层和与地层相邻的信号层是PCB布线时的优先布线层。高速线、时钟线和总线等重要信号线应在这些优先信号层上布线和换层。

具体到六层板布局,优先考虑方案1,首先其电源平面和地平面相邻;其次地平面均与信号层相邻;布线时优选层S2,将那些高di/dt的信号(如时钟线)尽量放在这一层,其次选S3、S1层。主电源和其对应的地在第4层和第5层,层厚设置时,增大S2~P1之间的间距,减小P1~G2之间的间距。具体数值要通过阻抗匹配公式计算得出。当成本要求较高时,可采用方案2,优选布线层S1、S2。方案3则保证了电源、地平面相邻,减少了电源阻抗;但只有S2才有好的参考平面。方案4适用于对于少量信号要求高的场合,它能提供最好的布线层S2。

3.2 寻找最佳布局

PCB设计者的主要设计和布局的内容之一是保证不发生隔离层重叠的情况。如果出现重叠的隔离层,就会在重叠的隔离层部分产生有限大小的电容。

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