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在復(fù)雜的電路板上，微弱的心電信號采集電路緊挨著開關(guān)電源，結(jié)果監(jiān)測屏上全是毛刺；射頻接收模塊被數(shù)字時鐘干擾，信號誤碼率飆升。這些問題的根源，往往在于敏感電路與其他電路之間缺少有效隔離。

一、物理分隔：

• 分區(qū)布局是基礎(chǔ)。工程師應(yīng)該將電路板劃分為“安靜區(qū)”（如傳感器、低噪聲放大器）和“噪聲區(qū)”（如開關(guān)電源、電機(jī)驅(qū)動）。兩者間距至少保持15mm，高功率電路（如DC-DC轉(zhuǎn)換器）需更遠(yuǎn)。

• 敏感模塊靠板邊擺放。這樣能減少三面受干擾的風(fēng)險。例如，射頻接收電路應(yīng)獨立置于角落，遠(yuǎn)離數(shù)字處理芯片的散熱路徑。

• 層疊結(jié)構(gòu)輔助隔離。在多層板中，將敏感電路夾在兩個地平面之間（如信號層-地層-信號層結(jié)構(gòu)），地平面能吸收70%以上的近場干擾。

二、布線控制：

• 關(guān)鍵信號優(yōu)先走內(nèi)層。表層走線易受輻射干擾，內(nèi)層布線可利用上下地平面形成屏蔽。如時鐘線必須布在內(nèi)層，并保持下方地平面完整。

• 平行走線是大忌。兩條平行線超過10mm就會形成天線耦合。高速線（如USB差分對）與模擬音頻線若需同層，間距需大于3倍線寬并用地線隔離。

• 差分信號替代單端傳輸。差分對（如LVDS）的抗干擾能力比單端線強(qiáng)20dB以上。布局時嚴(yán)格控制兩條線等長（誤差<0.1mm），并包地處理。

三、接地設(shè)計：切斷噪聲回路

• 模擬/數(shù)字地必須分家。共用接地會讓數(shù)字噪聲竄入模擬電路。正確做法是兩地獨立鋪銅，最后在電源入口處單點連接。某血壓監(jiān)測儀改進(jìn)后，測量誤差從5%降至0.3%。

• 敏感電路用“接地護(hù)城河”。在ADC芯片周圍鋪設(shè)環(huán)形地線，寬度≥1mm，并通過過孔與地層直連，可減少60%的共模干擾。

• 避免接地環(huán)路。多點接地時，每個模塊的接地線應(yīng)“放射狀”匯聚到中心接地點。梳狀或菊花鏈接地會形成噪聲天線。

四、電磁屏蔽：

• 局部屏蔽罩立竿見影。用0.1mm厚的洋白銅（成本低）或鈹銅（彈性好）罩住射頻前端，接地點間隔λ/20（2.4GHz對應(yīng)6mm）。實測可降低輻射30dB。

• 過孔陣做垂直隔離。在數(shù)模邊界處打一排接地過孔（孔徑0.3mm，間距1mm），形成法拉第籠，能阻斷90%的跨區(qū)電場耦合。

• 敏感線“深埋”地層間。高頻信號線布在兩個地層之間（帶狀線結(jié)構(gòu)），相當(dāng)于天然屏蔽。例如10GHz微波電路采用此結(jié)構(gòu)，串?dāng)_衰減達(dá)40dB。

五、濾波與旁路：

• 電源入口加π型濾波。用磁珠（如1kΩ@100MHz）串聯(lián)，并聯(lián)兩個電容（10μF電解+0.1μF陶瓷），可濾除200MHz以下噪聲。

• 芯片電源腳就近放去耦電容。在MCU的每個電源引腳旁3mm內(nèi)放置0.1μF+10pF電容組合，小電容抑制GHz級噪聲。電容接地引腳必須直接打孔到地層。

• 信號線串聯(lián)磁珠。在傳感器信號進(jìn)入ADC前串接鐵氧體磁珠（如600Ω@100MHz），配合對地10pF電容，能濾除無線充電器等高頻干擾。

隔離設(shè)計的本質(zhì)，是在物理空間、電流路徑和電磁場三個維度構(gòu)建防線。每一次對噪聲的精準(zhǔn)攔截，都在為電子設(shè)備的“脆弱信號”贏得清晰通道。