一、數(shù)顯儀表PCB的EMC布局的核心原則
數(shù)顯儀表PCB的EMC布局的核心原則就是從空間上避免不同器件之間的相互干擾。
1、數(shù)顯儀表PCB功能區(qū)域劃分
①按速度區(qū)域劃分
當(dāng)線路板上同時(shí)存在高速電路、中速電路和低速電路時(shí)，應(yīng)該遵從上圖中的布局原則，避免高頻電路噪聲通過(guò)接口向外輻射。
②按功能區(qū)域劃分
多種模塊電路在數(shù)顯儀表同一PCB上放置時(shí)，數(shù)字電路與模擬電路、高速與低速電路分開(kāi)布局。避免數(shù)字電路、模擬電路、高速電路以及低速電路之間的互相干擾。
2、數(shù)顯儀表PCB布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分遵守沿信號(hào)流向直線放置的設(shè)計(jì)原則，盡量避免來(lái)回環(huán)繞。
3、數(shù)顯儀表PCB對(duì)于特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則：
①盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。
②某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。
③重量超過(guò)15g的元器件，應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。
④對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。
⑤應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。
二、PCB布局常見(jiàn)錯(cuò)誤舉例
常見(jiàn)錯(cuò)誤1：晶振出現(xiàn)在單板接口連接器1000mil以內(nèi)。
問(wèn)題分析：晶體、晶振、繼電器、開(kāi)關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件出現(xiàn)在單板接口連接器1000mil以內(nèi)，干擾會(huì)直接向外輻射或在外出電纜上耦合出電流來(lái)向外輻射。
解決辦法：
①晶振遠(yuǎn)離接口連接器1000mil以外；
②接口增加濾波電路，濾除高頻干擾信號(hào)。
常見(jiàn)錯(cuò)誤2：線路板電源輸入口的濾波電路(共模電感)沒(méi)有靠近接口放置。
問(wèn)題分析：線路板電源輸入口的濾波電路遠(yuǎn)離近接口放置，可能導(dǎo)致已經(jīng)經(jīng)過(guò)了濾波的線路被再次耦合。
解決辦法：
共模電感靠近電源端口放置，同時(shí)注意地的隔離，如下圖：
常見(jiàn)錯(cuò)誤3：器件擺放位置不合理。
問(wèn)題分析：TVS靜電抑制器不能起到應(yīng)有的保護(hù)作用，主要是由于PCB中器件布局不合理造成，信號(hào)線在沒(méi)經(jīng)過(guò)TVS前通過(guò)過(guò)孔直接連接到MCU。
解決辦法：改變TVS和過(guò)孔位置，把TVS并聯(lián)在管腳和MCU之間PCB走線上。
總結(jié)
TVS等保護(hù)器件在PCB布局時(shí)，應(yīng)靠近接口放置，并且保護(hù)器件應(yīng)該位于被保護(hù)器件與端口之間，信號(hào)先經(jīng)過(guò)保護(hù)器件，再由保護(hù)器件引向被保護(hù)器件。
三、數(shù)顯儀表PCB整體布局總結(jié)
①數(shù)顯儀表的高速、中速、低速電路要分開(kāi)；
②數(shù)顯儀表的強(qiáng)電流、高電壓、強(qiáng)輻射元器件遠(yuǎn)離弱電流、低電壓、敏感元器件；
③數(shù)顯儀表的模擬電路、數(shù)字電路、電源電路、保護(hù)電路要分開(kāi)；
④多層板設(shè)計(jì)，有單獨(dú)的電源和地平面；
⑤對(duì)數(shù)顯儀表的熱敏感的元件(含液態(tài)介質(zhì)電容、晶振)盡量遠(yuǎn)離大功率的元器件、散熱器等熱源。
昌暉儀表希望通過(guò)此文的簡(jiǎn)單介紹，能幫助大家加深對(duì)數(shù)顯儀表PCB布局設(shè)計(jì)的理解，提前做好PCB布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)，一勞永逸。
