一、印制電路板的規(guī)劃對(duì)單片機(jī)體系能否抗攪擾非常重要。要本著盡量控制噪聲源,盡量減小噪聲的傳播與耦合,盡量減小吸收這三大原則規(guī)劃印制電路板和布線。
1、印制電路板要合理分區(qū),單片機(jī)體系一般可分為三區(qū),即模仿電路區(qū)(怕攪擾),數(shù)字電路區(qū)(抗攪擾,又發(fā)生攪擾),功率驅(qū)動(dòng)區(qū)(攪擾源)。
2、印制板單點(diǎn)接地原則送電。三個(gè)區(qū)域的電源線,地線由該點(diǎn)分三路引出,噪聲元件與非噪聲元件要離得遠(yuǎn)一些。
3、時(shí)鐘震蕩電路,特別高速邏輯電路部分用地線圈起來(lái),讓周文電場(chǎng)趨近于零。
4、I/O驅(qū)動(dòng)器材,功率放大器材盡量接近印制板的邊,接近引出接插件。
5、能用滿意體系最低要求頻率的時(shí)鐘,時(shí)鐘發(fā)生器要盡量接近用到該時(shí)鐘的器材。
6、石英晶體振蕩器外殼要接地,時(shí)鐘線要盡量短,且不要引得到處都是。
7、運(yùn)用45度的折線布線,不要運(yùn)用90度折線,以減小音頻信號(hào)的發(fā)射。
8、單面板,雙面板,電源線,地線要盡量粗,信號(hào)線的過(guò)孔要盡量少。
9、四層板比雙面板噪聲低20dB,6層板比4層板噪聲低10dB.經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)盡量用多層板。
10、要害的線盡量短并且要粗,并在兩邊加上保護(hù)地,將靈敏信號(hào)和噪聲場(chǎng)帶信號(hào)通過(guò)一條扁帶電纜引出的話,要用地線--信號(hào)--地線方式引出。
11、石英振蕩器下面不要形成環(huán)路,如不可避免,環(huán)路應(yīng)盡量小。
12、時(shí)鐘線垂直于I/O線比平行于I/O線攪擾小,時(shí)鐘線要遠(yuǎn)離I/O線。
13、對(duì)A/D類器材。數(shù)字部分可繞一下也不要交叉,噪聲靈敏線不要與高速線、大電流平行。
14、單片機(jī)及其他IC電路,如有多個(gè)電源、地端的話,每端都要加一個(gè)去耦電容。
15、每個(gè)IC要有一個(gè)去偶電容,要選擇信號(hào)好的獨(dú)石電容作去耦電容。去耦電容焊在印制電路板上時(shí),引腳要盡量短。
16、從高噪聲區(qū)的信號(hào)要加濾波,繼電器線圈處要加放電二極管。能夠用一個(gè)電陰的方法來(lái)軟化IO線的跳變沿或提供必定的阻尼。
17、用長(zhǎng)容量的鉭電容或聚脂電容而不必電解電容作電路充電的儲(chǔ)能電容。因?yàn)殡娊怆娙萆⒉茧姼休^大,對(duì)高頻無(wú)效,運(yùn)用電解電容時(shí)要與高特效好的去耦電容成對(duì)運(yùn)用。
18、需求時(shí),電源線、地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器材阻斷高頻噪聲的傳導(dǎo)。
19、弱信號(hào)引出線,高頻,大功率引出電纜要加屏蔽,引出線與地線要絞起來(lái)。
20、印制板過(guò)大或信號(hào)線頻率過(guò)高,使得線上的延遲時(shí)間大于或等于信號(hào)上升時(shí)間時(shí),該線要按傳輸線處理,要加終端匹配電阻。
21、盡量不要運(yùn)用IC插座,把IC直接焊在印制板上,IC座有較大的散布電容。
二、去耦電容
每個(gè)IC的電源,地之間應(yīng)配一個(gè)去耦電容,它能夠?yàn)V掉來(lái)自電源的高頻噪聲。作為儲(chǔ)能元件,它吸收或提供IC內(nèi)部三極管導(dǎo)通,截止引起的電流改變,然后降低體系噪聲。要選高頻特效好的獨(dú)石電容或瓷片電容的纏繞式結(jié)構(gòu),其散布電感較大,對(duì)濾除高頻信號(hào)幾乎不起作用,作用時(shí)要與去耦電容成對(duì)運(yùn)用。鉭電容則比電解電容作用更好。
三、抑制高頻電感
用粗漆包線穿入軸向有幾個(gè)孔的鐵氧體芯,就構(gòu)成了高頻扼制器材。將其竄入電源線或地線中可阻撓高頻信號(hào)從電源/地線引進(jìn)。這種元件特別適合用于隔開(kāi)一塊印制電路板上的模仿電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū),以及大功率驅(qū)動(dòng)的供電。應(yīng)該注意的是它必須放在該區(qū)儲(chǔ)能電容與電源之間,而不能放在儲(chǔ)能電容與用電器之間。
四、低噪聲系列單片機(jī)
傳統(tǒng)的IC規(guī)劃中,在電源、地的引出上一般將其安排在對(duì)稱的兩邊,如左下角是地,右下角是電源,這使得電源噪聲穿過(guò)整個(gè)硅片。改善的技能將電源、地安排在兩個(gè)相鄰的引腳上,這樣一方面降低了穿過(guò)整個(gè)硅的流,一方面使外部去耦電容在PCB規(guī)劃上更簡(jiǎn)單安排,以降低體系噪聲。另一在IC規(guī)劃上降噪聲的比如是驅(qū)動(dòng)電路的規(guī)劃。一些單片機(jī)提供若干個(gè)大電流的輸出引腳,從記事毫安到數(shù)百毫安。這些大功率的驅(qū)動(dòng)電路集成到單片機(jī)內(nèi)部無(wú)疑增加了噪聲源。而跳變沿的軟化技能可消除這方面的影響。方法是將一個(gè)大功率管做成若干個(gè)小管子的并聯(lián),再為每個(gè)管子輸出端串不同等效阻值電阻,以降低噪聲源。