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PCB地线布设的一般原则

  一、地线布设的一般原则
  电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。如果能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可以解决部分干扰问题。地线布设时要符合以下原则:
  1.首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小则散热不好,且邻近线条易受干扰。电路板的最佳形状是矩形,长宽比为3:2或4:3。位于电路板边缘的元器件离电路板边缘一般不小于2 mm。
  2.在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观.而且装焊容易.易于批量生产。
  3.布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的抄板连接,把有连线关系的器件放在一起。
  4.尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰。
  5.按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
  6.放置器件时要考虑以后的焊接,不要太紧密。
  二、实际布设地线时的注意事项
  地线作为电路的公共参考点起着很重要的作用,它是控制干扰的重要方法。因此,在布局中应仔细考虑接地线的放置。在地线设计中应注意以下几点:
  1.尽量加粗接地线。若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使抄板电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏,因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽。它们的关系是:地线>电源线>信号线。如有可能,接地线的宽度应大于3 mm,也可用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
  2.公共地线一般布置在印制电路板的最边缘.并尽可能多地保留抄板铜箔,这样既可便于印制电路板安装在机架上,也便于机架相连接。公共地不应该闭合,以免产生电磁感应,接地线要求尽量短,不同的单元电路应该分别接地。
  3.正确选择接地方式。在低频电路中,信号的频率小于1 MHz,它的布线与器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而采用单点接地。当信号工作频率大于10 MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时,如果采用单点接地,其地线长度不宜超过波长的1/20,否则采用多点接地。印制电路板上有多个返回地线,这些都汇聚在回电源的哪个接点上,就是所谓的单点接地。所谓的模拟地、数字地、大功率器件地分开,是指布线分开,而最后都汇聚到这个接地点上。与印制电路板以外的信号相连时,通常采用屏蔽电缆,一端接地为好。
  4.数字电流不宜流经模拟器件。在数字电路中,由于信号的频率较高地线呈较大阻抗,如果和不同电路共用一段地线.强能出现公共阻抗耦合问题。PCB板上要尽量分开数字电路与模拟电路,两者不要混用地线,宜分别与电源端相连。
  5.如果印制电路板上有许多集成电路元件时,要将地线制成闭环路以明显提高噪声能力。因为集成电路元件受到接地线粗细的限制,会在地线上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降;若将地线接环路,会缩小电位差值,提高电子抄板设备的抗噪声能力。
  6.高频电路不能采用分地线,而要用大面积接地方法。
  7.高速电流不应流经低速电流。
  8.尽量避免地环路。