电路设计
罗智庆德赛西威辞电伟限公司
【文章摘要】
对汽车影音系统的干扰进行分析,并分 别从电子元器件的选择与配置,PCB电路
基板类型的选择与布线,接地线的设计与
屏蔽,电源的设计等几个方面对抗干扰电路
的设计进行讨论,给出相应的设计方法。
【关键词1
影音系统;噪声;干扰;P C B电路;设计
引言
,
车藤音系统已成为每台链的标配,良好而稳定的鮮影音系统甚雖为了4消费者的首选内容。作为电子产品,其稳 定性、可靠性除了取决于臓的电好器件和访卜,与 PCB辦的抗干扰性能。影响汽车影音系统的4主要因 素就是噪声,包括系统自身所产生的和来自其 他系统的干扰。那似口何抑制影音系统噪声的 产生、传播并且降低系统自身受其它系统的干 扰呢?根据电磁兼容性原则,这就首先要从系 獅%谢十阶勝鼠
在电子设备中噪声产生的原因是多方面的,主要可以■为过高的工作频率和不合理 的PCB电路亂下面我们主要从电子元器件的选择与配置,PCB电路基板类型的选择与 布线,接_的谢十与屏蔽,电源的S i十等几 个方面来考虑。
1•元器件的选择与配置
合理的电子元器件可以聰寸抗影音系统干扰产生的第一步,它也是提高整个 电路系雜干扰能力的魏在汽车影音系统的电路中不仅含一些大功率、大电流的元器件, 而且也有包含一些微弱信号元器件。因此在 进行电子元器件的选择时,如果能够针对元件 的这離点来合理筛选,将会得到比辦的效果。
首抗干■力强的电柯剧牛。为了抑制干扰信号的传输,可以考虑采用非线 性电子器件、选择性滤波器及光电耦合等元件。此外,为了降低®音系统的发热及能耗,应当尽可能多地选择功耗较_电子元器件。
合理的电子元件配顗斷肝扰的重醉段,在汽车影音系统的电路设计时,应当注意 以下几点。
(1 )不要把1C、电感等元器件放置在PCB板的边缘。因为这些元件容易产生噪声,雜这些噪商在PCB的鴯,就挪成噪音翻,影响雜的性能。
(2 )对于一些高速信号,如时钟线等的
配线要尽可麯向雖的方向进行,若_边
成噪音_。
(3)在电路设i十中,要在圈舞§、1C电
源等位置添加噪音预防回路。在配置噪音预防
回路的各个元件时,应当把回路元件放置在相
对应的丨C、的同一层并且保fiE S巨离最
短。
(4)当同一电路基板上有多种模块,如
数字和模拟、高速和低速电路时,应当将各个
織浙布置,从而避免針鋤之间的相互
2. PCB板的选取与布线
电鰱板的选取要*M R寸大糊
两个方面。板子的大小要适当并碰_板的
层数时要充分考虑噪声的影响。例如,可以将
酵汰的下层傲t*GND层.影
音系统中合理的电路设计与布线可以在很大程
度上提高系统的抗干扰能力,克服和抑制系统
中的干扰。影音雜的PCB抗干扰设计时应当
遵循以下几点。
(1 )对于多层板,要尽量使其内层GND
的面积最大化。因为增大GND的面积能够有
效降低GND布线的阻抗以减少噪声的产生。
但是若不能在内层进行GND全层面积化,则
可以将面积化的布线尽可能地分散开。例如,
在电源和GND共存的情况下,必须要保证它
们之间的布线间隔至少在〇.5m m以上。对于
PCB板为2层的情况,则最好将_层设置为
GND,此外,为了强化it喊,需将在顶层和底
层的it^±配置2 ~ 3mm为间隔的过孔m。
(2 )在晶振周围,需要用较大面积的
G N D_纖随围,并M K J1I围的G N D线
翻与晶翻卿C的G N D腿,并
将此中类型的布线和其它配线之间的间隔配置
在0.5m m以上。这样做的目的是为了降低噪
声源发振电路对周围的影响。
(3 )对于IC鮮和噪音器件的布汽车影音娱乐系统
线,它们之间的布线不应当有分支或过孔,假
如粧了分支或过孔,那么酵就可u«s a分
麵过孔传到其他配线中,从而导元器
件规
3. 接地与屏麵十
对于电子系统,防止干扰和抑制噪声的另
夕卜种重要的方式雖地。__点数可分
为单点接地、多点接_混合接地三种方式,
这三种接地斌_的主要依统的工作
频对于iMHzKK嚇电SS-
般选择单点接地方式;对于频率大于10MHz
的高频电路则大多_多点接地斌;对預
率大于1MHz且小于10MHz的电路则可以选
择混合接地方式。由于目前在汽车影音系统电
路中大部分都是数字电路,其中的高次谐波不
容忽略,因此在PCB基板设计时大多采用多点
混合瓢
除了上面臓的接地,在汽车影音系统的
S i十中贿一种重要的防干扰措施:屏蔽,其
主要原3*^用切轩扰传播的髓的方法来
抵制干扰对其它元器件的影响。在进行屏蔽设
计时一«Sffl«i以下几点。
(1 )根据不同的场景选择合适的屏蔽材
料。对于高频电场,应当选择铜、铝和镁等作
为屏蔽機以得到款的率;对TffiM
磁场,屏蔽应用,应当选择铁和镍铁等磁性材
料以获得駄的吸u s s m
(2)根据不同的电器设备导线有选择地
进行屏蔽。例如,影音系统的音响导线应当选
择屏蔽线以避免干扰其它电子设备;蓝牙、
G P S天线也需要选择屏蔽线以防止来自其它电
子雖M m
(3 )所有从屏蔽空间引出的导线都应当
加装电雜、扼流圈或好扰滤波器进行高频
闭锁以保财嘵的屏
4.电源设计
我们知道■的电子设要电源,但
是电源在向系统提供电能的同时,系统中的干
扰也会通过电源进入到电路中,从而将噪声传
到所供电的设备上。因此,在设计汽车影音系
统整体的电源电路设计时,应当在电源线中配
置型滤波器以滤除30M H z ~ 1.5G H z的噪音。
此外,为了将电源线上的噪音去耦,需要在电
路中的各个IC的电源线上JQA噪音对策用滤波
器。
5•结束语
本文对汽车影音系统中的干扰进行了分
析并对抗领电路的S iH S行了讨论。一般来
说,按照以上几点设计的电路可以消除汽车影
音系统中的常见硝,縣统能够正常黯地
运行。但是对于一些特殊的、小概率的干扰就
黯更为騎的抗干扰技术,如专门的硬瓶
干扰电路。随着链电子设备的不断娜汲
车联网技术的推动,汽车影音系统正朝着_
化、智能化的方向发展,这些都将推动汽车抗
干扰技术的发展。
【参考文献】
[1] 于惠娟.汽车音响中P C B板的E M C设
计.中国科技信息.2014-05-15
[2] 吴钟鸣,诸鑫瑞,卢军锋.汽车电器电磁千
扰及对策探讨.金陵科技学院学报.2008-
09-30
电子制作025
发布评论