【工程师必看】PCB电路设计如何抗干扰？

在 PCB 电路设计中，抗干扰是至关重要的环节。以下是一些 PCB 抗干扰设计的常用措施。

一、电源线设计

依据印制线路板上电流的大小，尽可能加粗电源线的宽度，以降低环路电阻。同时，让电源线和地线的走向与数据传递的方向保持一致，这样有助于增强抗噪声的能力。

二、地线设计

在电子产品设计中，接地是控制干扰的关键方法。若能将接地与屏蔽合理结合，可解决大部分干扰问题。电子产品中的地线结构主要有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。地线设计需注意以下几点：

1. 准确选择单点接地与多点接地：
   1. 在低频电路中，当信号工作频率小于 1MHz 时，布线和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，所以应采用一点接地方式。
   2. 当信号工作频率大于 10MHz 时，地线阻抗会变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，采用就近多点接地。
   3. 当工作频率在 1 至 10MHz 时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的 1/20，否则应采用多点接地法。
2. 数字地与模拟地分开：
   1. 电路板上既有高速逻辑电路又有线性电路时，应尽量将它们分开，且两者的地线不要混合，分别与电源端地线相连。
   2. 低频电路的地应尽量采用单点并联接地，若实际布线有困难，可部分串联后再并联接地。
   3. 高频电路适宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量使用栅格状大面积地箔，并尽量加大线性电路的接地面积。
3. 接地线应尽量加粗：
   1. 若接地线过细，接地电位会随电流变化而变化，导致电子产品的定时信号电平不稳定，抗噪声性能降低。因此，应将接地线尽量加粗，使其能通过三倍于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线宽度应大于 3mm。
4. 接地线构成闭环路：
   1. 在设计仅由数字电路组成的印制电路板地线系统时，将接地线做成闭路可以显著提高抗噪声能力。原因在于印制电路板上有很多集成电路元件，尤其是有耗电多的元件时，受接地线粗细限制会在地线上产生较大电位差，引起抗噪能力下降。而将接地线构成环路，则会缩小电位差值，提升电子设备的抗噪声能力。

• 退藕电容配置

PCB 设计的常规做法之一是在印制板的关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则如下：

1. 在电源输入端跨接 10 至 100μF 的电解电容器，如有可能，接 100μF 以上的更好。
2. 原则上每个集成电路芯片都应布置一个 0.01pF 的瓷片电容，若印制板空隙不够，可每 4 至 8 个芯片布置一个 1 至 10pF 的钽电容。
3. 对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如 RAM、ROM 存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。
4. 电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。

此外，还需注意以下两点：

1. 印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们会产生较大火花放电，必须采用 RC 电路来吸收放电电流。一般 R 取 1 至 2K，C 取 2.2 至 47μF。
2. CMOS 的输入阻抗很高且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。