PCB 佈局降低雜訊的檢查要項

4. PCB 佈局降低雜訊的檢查要項

以下列出在量產線路板之前的詳細檢查表，這些檢查項目是集合巿場經驗以及實作應用的經典[Montrose, 1996; Ott, 1988]。

4.1 抑制雜訊源

·         在符合設計規格的前提下，使用最低頻率的時鐘以及最和緩的上升時間。

·         如果時鐘電路在電路板外，則將相關之時序電路(如MCU)靠近連接器，否則，就放在母板中間。

·         將震盪器平放於PCB並接地。

·         儘可縮小時序信號的迴圈區域。

·         將數位I/O驅動器(digital I/O driver)放置於PCB外緣。

·         將進入PCB的信號予以適當濾波。

·         將離開PCB的雜訊信號予以適當濾波。

·         使用碟狀陶瓷電容(disk ceramic capacitor)或是多層陶瓷電容(multilayer ceramic capacitor) 做為數位邏輯IC的削尖電容。

·         儘量將數位IC之despiking capacitor靠近IC旁邊。

·         使用排線包裝的OP放大器，將"+"端接地，以"-"端作為輸入信號端。

·         提供適當的突波阻尼(surge absorber)給繼電器線圈。

·         使用45度角(圓弧更佳)的繞線以取代90度角來減少高頻輻射。

·         如果需要，在產生高頻雜訊的電源線用feed-through capacitor連接外部。

·         如果需要，在產生高頻雜訊的電源線串接陶鐵磁珠(ferrite bead)以濾除高頻雜訊。

·         將shield cable兩端均接地(但並非作為地線)，以降低電磁輻射。

4.2 減少雜訊耦合

·         如果經濟許可，使用多層電路板來分開PCB上不同性質的電路。4層板PCB，通常外面的兩層為訊號， 中間兩層為電源層(power layer)與地線層(ground layer)。如電路板為數位類比混合電路，應將數位與類比的跑線分別佈線， 最後再將地線予以單點連接。

·         對單層及雙層線路板使用單點電源和接地的佈局。如採用雙層線路板製作以微處理器為基礎的控制板(數位類比混合電路)， 則應特別注意數位與類比電路『電源線』與『地線』的佈局。

·         選用晶片組以縮短時序的傳輸線。

·         將digital I/O晶片組安置於PCB邊緣並靠近連接器。

·         高速邏輯閘僅限用於特定功能之電路。

·         對電源和接地使用寬繞線。

·         保持時序繞線、匯流排和晶片致能與I/O腳位和連接器分隔開。

·         儘量將數位信號線路(尤其是時鐘信號)遠離類比輸入和電壓參考腳位。

·         當與混合信號轉換器並用時，勿將數位和類比線路相交，信號的繞線要彼此遠離。

·         分隔雜訊與低階類比訊號腳位。

·         將時序信號與I/O信號垂直繞線。

·         將時序電路遠離I/O訊號線。

·         儘量使敏感腳位的長度愈短愈好。

·         用寬扁的繞線處理重要的線路，並在繞線的每一邊採用接地保衛環。

·         勿將敏感的訊號線與高電流、快速交換信號並行。

·         縮短解耦電容的腳位長度。

·         高頻線路應保持短而直接。

·         縮短時序與其他週期性信號的繞線長度。

·         避免繞線於震盪器和其它對雜訊極度敏感的電路之下。

·         過濾任何進入包含敏感線路的訊號線。

·         當低階信號與雜訊腳位位於同一個連接器上時，例如扁狀電線(flat cable)，儘量將之分離並以地線置於其間。

·         避免低階(low-level)、低頻(low-frequency)電路的接地迴路(ground loop)。

·         將雜訊線扭絞(twisted)以抵消相互間之耦合與電磁輻射。

·         使用所有IC內的電源和接地腳位，勿空接。

4.3 降低雜訊吸收

·         儘量避免任何信號迴圈，否則就減少迴圈範圍。

·         分隔信號、雜訊和硬體電源和接地。

·         使用可選擇頻率的濾波器來應用。

·         連接所有未用到的輸入到電源或接地。

·         在所有的類比參考電壓加旁路電容。

·         將管狀電容(tubular capacitor)的外圍箔片接地。

·         將電解電容並聯一個高頻電容。

·         對高效率類比及混合信號ICS不要使用IC座。

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