PCB布線原則
圖 23 信號線與地線或地平面的分層布線
E、特別敏感的器件之間的較長的電源線或信號線應(yīng)每隔一定間隔與地線的位置對調(diào)一下。對調(diào)的含義是將一根 導(dǎo)線從上移到下面,或從左邊移到右邊,另一根導(dǎo)線則做相反的調(diào)整。圖24 表明了這種方法與減小環(huán)路面積的等同效果: 對調(diào)有關(guān)導(dǎo)線后,只有較小的環(huán)路存在。
F、在電源線與地線間安裝高頻旁路電容。因為在靜電放電較低的頻率段,旁路電容的阻抗較低,在這些頻率處, 旁路電容能有效減小電源與地間的環(huán)路面積。然而,在靜電放電較高的頻率段,由于寄生電感的影響,即使是高頻電容, 其作用也很有限。當(dāng)然,電源線與地線彼此靠得越近,濾波電容的效果就越不明顯。因為環(huán)路面積已經(jīng)足夠小了。圖 25 和26 說明了這種效果。即使在每個元件旁邊都安裝旁路電容器,圖25 中的電路仍有很大的環(huán)路面積。
圖 25 安裝旁路電容器的大環(huán)路面積
圖 26 安裝旁路電容的小環(huán)路面積
圖 26 中所示的電路,由于將電源線與地線緊挨著放在一起布置,使得環(huán)路面積大大減小。然而,即使將電源線與地線 并列分布,較長的導(dǎo)線仍會導(dǎo)致較大的環(huán)路面積。
二、使導(dǎo)線長度盡量短
天線要具有較高的效率,其長度必須是波長 很大的一部分。這就是說,較長的導(dǎo)線將有利于接收靜電放電脈沖產(chǎn)生的更多的頻率成份;而較短的導(dǎo)線只能接收較少的頻 率成分。因此,短導(dǎo)線從靜電放電產(chǎn)生的電磁場中接收并饋入電路的能量較少。使導(dǎo)線盡可能短是一個比是環(huán)路面積盡 量小更容易實現(xiàn)的措施。因為它不象信號環(huán)路那樣不容易識別,環(huán)路面積的盡可能小不可能立即看到,而導(dǎo)線的長短則是很顯然的。有關(guān)設(shè)計步驟如下:
a) 使所有元件緊靠在一起,PCB 設(shè)計人員不應(yīng)將元件過于分散而占用更多的面積;
b) 在相關(guān)的元件組,相互之間具有很多互連線的元件應(yīng)彼此靠得很近。例如,I/O 器件是與I/O 連接器盡量靠得近些;
c) 如有可能的話,從線路板的中心饋送電源或信號,而不要從線路板邊緣饋送,如圖27 所示,中間的饋送信號使大多數(shù)元件的 連線最短。當(dāng)線路板為正方形時,這樣做的效果最明顯,當(dāng)線路板狹長時,效果則不很明顯。
但只要可能,還是應(yīng)該盡量這樣做。前面提出的 PCB 設(shè)計規(guī)則主要針對靜電放電電流產(chǎn)生的場效應(yīng)。但值得注意的是,前面介紹的降低天線效率的方法,這也有助于防止共模噪聲轉(zhuǎn)化成會帶來更大麻煩的差模噪聲,這在本章開始列出的一般性方法的第9 條中已提及過。
之所以有這樣的效果,是因為前述的各種步驟都有助于減小各種PCB 回路的阻抗差異。例如,規(guī)則一中的步驟D 特別有用, 因為這樣處理會使信號線與相關(guān)地線的回路阻抗幾乎相等。因此,串入到這兩條路徑中的共模噪聲在幅度上也很接近,產(chǎn)生 的差模噪聲極小。另外,PCB 設(shè)計也能采取措施減小由于靜電場和電荷注入所帶來的問題。下面講述的規(guī)則就與這個問題 有關(guān),你會發(fā)現(xiàn)有幾個規(guī)則與前述規(guī)則相同。