资源描述
随着电子市场的激烈竞争，PCB设计越来越精密，并向高速化发展。设计人员不仅需要考虑成本，而且要考虑如何设计PCB板才能使电路更具可靠性。不合理的地线设计会引入干扰，使系统达不到设计的要求。这就促使我们在PCB的教学中也要经常注意培养学生多方面综合考虑问题的能力，以提高学生在今后工作中的竞争力。本文就从地线方面讨论PCB板设计时需要注意的几个问题，以提高PCB设计的可靠性。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110MHz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，而要用大面积公共地方法。（数字电路所有器件都只用一个数字地，模拟电路所有器件都只用一个模拟地，且这个数字地和模拟地是大面积的）如图，高频电路采用这种分地线是错误的。这样连接，各地之间有导线阻抗，造成各地电位有漂移，高频时各地电位会相差很大，若是数字电路直接逻辑出错这样连接，各地之间电位仍然几乎相等，若是数字系统不会逻辑出错。且最后公共的那个地要大面积7.高速电流不应流经低速电流。8.尽量避免地环路。
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