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元件电路板论文范文

摘要：随着我国科学技术的发展,电子产品开始成为社会生活中必不可少的东西,而电子产品的质量要求也越来越高.而作为电子产品中最主要的电子元件—PCB起着连接桥梁作用,它的好坏直接关系到产品的质量.微电子技术正在高速发展时期,一个电子设备中通常含有许多种不同的电子产品,它们工作过程中就避免不了互相之间的电磁干扰,因此,PCB—印制电路板的设计要尽量防止元件之间的干扰性,为此就要做好电磁兼容的设计.

关键词：电磁兼容；印制电路板；PCB；PDB；微电子技术

中图分类号：TP302　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1009-2374（2014）19-0013-02

我国微电子技术正在高速发展的过程中,电子设备中常包含有许许多多的功能不同的电子元件,元件之间的互相干扰开始滋生,并愈演愈烈,影响了电子设备自身的正常运行.作为电子设备中的支柱,印制电路板是电子设备最基本的元件,给元件之间起电气连接作用,所以它的质量对电子设备起至关重要的作用.印制电路板的密度和设计性能如果够好,那么就能很有效地对抗电子元件之间的互相干扰,保证电子设备的成功运行.电路板电源部分要稳定地运行,那这部分的电磁兼容就要科学合理地进行设计.因此,要使电路板电源能稳定安全运行,元件的质量是第一位,电路设计也是很重要的部分,除此,还要注意元件跟导线之间的布置,这在电磁兼容中也是主要的部分.电路板的电磁兼容设计要注意以抑制干扰源、提高抗干扰能力为重点.

1.　印制电路板及电磁兼容介绍

印制电路板以其简便、性能佳、论文范文低而受重视,被广泛应用.这些年来的微技术不断发展,PCB的密度不断增加,因此电磁干扰就愈加严重,电磁兼容问题也就愈加突出.

电磁兼容,简称EMC,是指电子产品之间在一定的电磁环境之中可以安然相处,不会因为产品之间的电磁互扰而影响产品自身性能损坏.影响电磁兼容的是电磁干扰——EMI,是一种电磁现象,能影响设备、装置等的性能,同时还可能对无生命的物质产生损伤作用.电磁干扰分为几个种类,分别是传导干扰和辐射干扰,可能由于电磁噪音、无用的信号等引起.传导干扰是指将一个电网上的信号传导至（干扰）另一个电网,手法是通过导电介质.而辐射干扰则是将干扰源通过空间传输传导至（干扰）另一个电网.

也就是说,电磁兼容性表现在,电子设备在工作时,不会因为传导、辐射等而向外发射出无用的电信号造成电磁干扰,又具有足够的抗干扰能力可以承受住来自外界的电磁干扰,能够正常工作.这样的系统,我们通常认为它具有足够的电磁兼容性.

2.　印制电路板设计

由于工作频率太高和布线不合理原因,作者认为应通过以下四点着手解决,分别是元件质量、布局设计、布线设计以及重点的电源部分设计.

在对印制电路板进行设计时,要首先明确几个信息：第一,电子元件的数量、种类、质量等问题,确保电子元件的质量和完整；第二,要求整体布局要合理,例如线路布局的合理还有元件布局的合理,要确保元件之间的距离防止干扰以及要确保特殊元件散热的要求；第三,信号线的质量与抗干扰、抗阻需求也需要确保精确,其种类与信号传送方向、速率也需要具体的数字信息,需要针对其的驱动情况、关键信号进行合理有效的保护；第四,既然主要是要研究电路板电源部分的电磁兼容设计,那么电源的种类、电源的质量就要更为严格地要求,要求电源的噪音容限符合规范,电源部分的平面设置与分割也要符合科学规范.

2.1　电子元件的择选与布局

有些电子设备采用分立元件,但比起集成电路元件来说,分立元件密封性不够、失效率较高、焊点较多等,缺点较多,所以大多数电子设备会比较倾向采用集成电路元件.要想要有效地降低因为无用信号的干扰而产生的高频成分,在选择元件的时候,可以选择信号斜率比较慢的元件；同时为了降低阻力和抗力,可以使用贴片元件,其能够尽可能缩短连线的长度,这样在降低抗阻的同时还能提高电磁兼容性；另外,为保证生产加工的持续不间断进行,确保其稳定性,在保证元件的质量问题时,元件的稳定供应也是很重要的.

电子元件的布局,要注意安装一定的方式分组布局,可以相容的元件分在一组,不能相容的元件应当分组放置,为的是防止不相容的元件在一定的空间范围中相互干扰,降低电磁兼容性.另外,如果有较大的元件,不能直接放置小元件之上,而应当用支架固定住,防止压坏小元件.而当元件性能与质量无法媲美之时,可选择质量较高的多组配件以达到相等性能.

2.2　印制电路板布局

要使电子设备的电磁兼容性能达到最佳,整体布局和布线是重点,布局和布线是影响电子设备性能的关键.如今市场上的电路板布局大多是采用人工布局,新的EDA自动化技术采用还不广泛.那么,在此之前要先明确,厂家生产电路板是为了盈利,那应该确保厂家在尽量满足所有功能的前提下降低成本,印制电路板的大小很关键.如果尺寸太小,则元件放置会过于集中,散热性能不好,而且容易与临近的线路发生串扰现象.但是PCB尺寸也不能过大,否则元件放置就会过于分散,这样会拉长传输线,不仅增加生产成本,而且也会降低抗干扰能力、抗噪音能力,所以,在设计前期,在对印制电路板进行设计时,就要根据功能、性能方面进行布局,也要尽量考虑到散热等问题.

前期准备好之后,在进行整体布局时需要遵守一些原则,分别如下：第一,要防止线路之间的相互耦合,因此要尽量减少走线的长度,尽量隔开之间的距离,尤其要重视电源线、高频信号线,这两种线路是整个PCB的关键线路；第二,元件之间的放置应当尽量隔开,尤其是容易相互干扰的元件更不能靠太近,例如输入和输出的元件,要尽量提高电磁兼容性；第三,在印制电路板中按各种的功能排列,每个功能电力的核心元件在中间,其余依次排列；第四,PCB中电路信号是重点,各电路单元应与电路信号传输的方向一致.

电路板上电子元件识别:1-12 设计一块简单的电路板之五：元件布局

2.3　印制电路板布线

布线一般需要遵循以下原则：第一,要防止线路之间的相互耦合,因此要尽量减少走线的长度,但为了达到应有的性能,减少导线的阻抗,可以考虑适当加宽导线；第二,输入和输出的导线要尤其注意串扰,因此要使两条导线尽可能地隔开,避免相邻；第三,在PCB中走线要尽量平直,避免小角度的拐弯,要保持线路阻抗的连续性.

2.4　电源部分设计

电源部分的布线如果不合理,会引发噪音,从而降低导致产品的性能.若想有效地减少噪音的干扰,有以下几点设计思路：第一,在芯片电源两端连接一个去耦电容,电容值参考在0.01～0.1μF之间,可以有效地减少噪音；第二,对电源进行保护,其中包括过流保护、报警系统、过压保护等.过流保护可以采用保险丝；报警系统可以采用各种精细小元件实现；过压保护可以通过放电管等保护元件实现；第三,可以适当连入地线,保护电源布线.