PCB设计:提高敏感器件的抗干扰能力和及时把干扰消除

PCB设计原则千千万，抑制干扰源占一半。所谓抑制干扰源，就是通过切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰能力和及时把干扰消除。

（1）抑制干扰源的方法

1. 继电器线圈增加续流二极管 ，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加 续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可 动作更多的次数。

2. 在继电器接点两端并接火花抑制电路（一般是RC串联电路，电阻一般选几K 到几十K，电容选0.01uF），减小电火花影响。

3. 给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。

4. 电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的 影响。注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电 容的等效串联电阻，会影响滤波效果。

5. 布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。

6. 可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能 会把可控硅击穿的）。

（2）切断干扰传播路径措施

1. 充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好，整个电路的抗干扰就 解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器，以减小电源噪声对单片机的干扰。比如，可以利用磁珠和电容 组成π形滤波电路，当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。

2. 如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之 间应加隔离（增加π形滤波电路）。 控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之 间应加隔离（增加π形滤波电路）。

3. 注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离 起来，晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。

4. 电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号。尽可能把干扰源（如电机，继电器）与敏感元件（如单片机）远离。

5. 用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地要分离，最后在一 点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则，厂家分配A/D、D/A芯片 引脚排列时已考虑此要求。

6. 单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小相互干扰。

7.大功率元器件尽可能放在电路板边缘。

（3）提高敏感器件抗干扰性能措施

1. 布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声。

2. 布线时，电源线和地线要尽量粗。除减小压降外，更重要的是降低耦 合噪声。

3. 对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要接地或接电源。其它IC的闲置 端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。

4. 对单片机使用电源监控及看门狗电路，如：IMP809，IMP706，IMP813， X25043，X25045等，可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。5. 在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字 电路。

（4）PCB走线的干扰消除的方法

又来到我们老生常谈的走线环节了，一块PCB设计的功底，主要体现在走线上嘛。首先要有良好的地线层，良好的地线层处处等电位，不会产生共模电阻耦合，也不会经底线形成天线效应。良好的地线层能使EMI以最短的路径进入地线而消失。建立良好的地线层的方法是采用多层板，一层专门有做地线成，如果只能有双面板，尽量从正面走线，反面有做地线成，不得已才从反面过线。

1.保持足够的距离。对于可能出现有害耦合或辐射的两个线或两组要保持足够的距离，如滤波器的输入与输出，光耦的输入与输出，交流电源线与弱信号线等

2.长线架低通滤波器。走线尽量短捷 ，不得已走的长线应当在合理的位置插入C，RC，或LC低通滤波器

3.除了地线能用细线的不要用粗线，因为PCB上的每一根走线及时有用信号的载体，又是接受辐射干扰的干线，走线越长，越粗，天线效应越强。

（5）利用软件抗干扰技术

除了硬件上要采取一系列的抗干扰措施外，在软件上也要采取例如数字滤波、设置软件陷阱、利用看门狗程序冗余设计等措施使系统稳定可靠地运行。PCB处于某一工作状态的时间较长时，在主循环中应不断地检测状态，我们在采集某一开关量信号时，利用干扰信号多为毛刺型，作用时间短的特点。在多次运行中把干扰排除，也是增强可靠性的一个方法。