PCB的布線設計及抗干擾技術

董延衛

(中山市寶悅嘉電子有限公司，廣東 中山 528400)

PCB是印制電路板的英文簡稱，是一種特殊的電路板，在通用基材的基礎上，利用點間連接的工藝滿足用戶需求。PCB一般根據其用途進行分類，分為軍用印制板、民用印制板、工業用印制板等。設計PCB的過程即利用電原理圖逐漸形成電子產品的過程，在此過程中，組件的布局設計以及其合理性關乎產品的生產質量，處于核心步驟，在此過程中出現的任何偏差，甚至包括布線的方向出現差別，都會出現不同的結果差異。因為分度密度較大的電子元器件的存在，使得起接作用的布線處于越來越緊密的狀態，由于產品需要，模塊電路的體積變得很小，縮小了電子產品的體積。

以上幾方面改變雖然會有效節省電器空間，使電路變得小巧靈活，但是空間的縮小會引起距離的減小，使得各個電路之間產生干擾現象，例如產生噪聲干擾以及電磁波干擾。解決此類問題，需要工程師經過縝密的計算和設計，形成一個周密的PCB組件，使得其在組件布局和布線方向方面形成正確的作用功效，結構合理，抗干擾并能進行日常工作和考驗。

一、PCB的總體設計分析

電子線路發揮性能最大化需要正確合理的元器件以及導線的布局和排設。PCB板的尺寸是工程師進行總體設計時首要考慮的參數。如果在尺寸設計的過程中出現了偏差導致的不合理，會引起一系列問題的出現。例如，PCB板設計尺寸較大，就會使得印制線條過長、噪聲抗干擾能力下降等現象出現，也會造成PCB板制作成本的不必要的浪費。相反，尺寸設計較小，導致PCB板散熱性能較差，同時相鄰電路線條會造成擾亂現象，影響電路作用效果。綜上所述，PCB板尺寸的正確設定，會為接下來的電路元件的分布設計和功能單元的設定做良好鋪墊。對于接下來的總體設計工作部分，需要滿足一些條件，才能為之后的設計工作夯實基礎。

（一）對于復雜電路，特別是同時具備高、低壓電路時，需要工程師進行提前考量，將高、低壓的不同電器元件進行分類并分隔。對于兩類元件的距離需要在考慮耐壓的情況下進行計算。經過經驗分析，2000v的電路板高低壓元件的電路距離不能小于2mm。

（二）工程師在進行設計時，要以電路的核心元件為主體，一起為中心環繞設計，布局要有科學性，將各個電器元件有規律的、均勻整齊的進行排放。

（三）引用電器元件時應考慮元件的質量，質量大于20g的電器元件應考慮進行固定裝置，并進行焊接操作。某些電路中，會應用體積大質量大的元件，要進行特殊處理。特別對于熱敏元件和發熱元件要特殊注意，需要將兩者進行遠離處理。

（四）電路中的各個元件應盡量平行放置，這樣既能是整體電路呈現美觀狀態，更為接下來的元件焊接工作提供方便。

（五）設計時不應在PCB板邊緣2mm內放置元件。對于PCB板的最佳形狀設計，一般認定為長寬比為3：2的矩形。需要特別說明的是，尺寸大于150mm*200mm的PCB板應將板面的機械強度進行增強。

（六）設計時更應考慮元件與導線之間存在的電位差問題，當兩者之間電位差過高時，會引起元件的過度放電并形成短路，這就需要拉開兩者之間的距離。為防止高壓元件在工作人員調試時因不慎觸碰引起高壓觸電事故，應在設計時將高壓電元件放置在手觸碰不到的地方。

（七）設計整體電路時會涉及可調元件的采用問題，可調元件包括：電位器、可變電容器、微動開關等。以上元件的采用需要根據電路的實際情況及結構進行考量，并能與調節旋鈕進行有序的配合。

（八）設計時應考慮各元件之間的干擾情況，其受到干擾的元器件之間的距離應該進行適當的增加。相對而言，高頻元件之間的連線距離應盡量減小，這樣可以使得兩者之間的電磁感應減小，干擾變小。

二、PCB的布線設計分析

PCB的布線設計影響了PCB電路板的使用質量，在PCB板的設計過程中，不僅要考慮基本原則，還要以電磁輻射以及抗擾方面為基本標準，進行詳盡的設計。設計者可以進行合理的布線設計，用以提升電路板的設計質量。

（一）PCB導線之間串聯干擾的解決方法分析

設計者在布線時，需要考量導線之間的電磁干擾現象的發生，需要將平行走線的距離縮短，避免將不同類型的導線進行穿插連接，容易形成擾亂的導線之間需要放置一根接地印制線，對信號線之間的串聯造成的相互煩擾能起到很好的抑制作用。

（二）PCB線寬度設計分析

電流值決定PCB線的寬度，另外，其寬度也由絕緣基板的粘附性所決定。2A大小的電流需要的PCB線寬度一般為1~3mm，厚度一般為0.05mm。

（三）PCB線細節處設計分析

PCB線在轉彎處的形狀設計，也需要特別注意。一般取圓弧形。原因是直角等形狀會使得電路中的電氣功能發生不必要的影響，特別是高頻電路中，這種影響會格外嚴重。對于PCB線的材料選擇也需要特別注意，一般應避免采用較多的銅箔，這是因為長時間加熱銅箔會使得其發生脫落的情況，已造成危險。

三、PCB的抗干擾能力設計分析

電子產品中的抗干擾能力影響電子產品的使用效果，一般占PCB設計的重要考量部分。但大部分設計者重于電子設備的功能方面的設計，卻忽視了較為重要的內部及電子產品之間的抗干擾性能的提升。所以，在設計過程中，設計者應在PCB電路設計中重點考量抗干擾設計。

（一）電源的抗干擾設計分析

設計者應為電子產品選擇合適的電源以及地線連接方式，因為電源的干擾一般較為強烈，甚至地線帶來的干擾更為強烈。據此現象，設計者應盡量選擇粗短的電源線以及地線，以此來減小其環路電阻。其次，地線以及電源線的數據傳遞應保持同向，有助于提升其抗擾能力。

（二）接地問題的抗干擾設計分析

設計者應在地線安置時注意單點接地以及多點接地的正確使用，要根據實際情況，例如電路的頻率等因素，選擇地線的接地方式。

結語：信息社會越來越發達，使得人們對于電子產品的功能性要求越來越高，產品的開發需要越來越廣泛，需要PCB設計者提升設計能力，充滿創新能力，深入探索PCB抗干擾技術，為人們的信息生活提供更先進更方便的電子產品。