L'anti-interferència és un enllaç molt important en el disseny de circuits moderns, que reflecteix directament el rendiment i la fiabilitat de tot el sistema. Per als enginyers de PCB, el disseny anti-interferència és el punt clau i difícil que tothom ha de dominar.
La presència d'interferències a la placa PCB
En la investigació real, es troba que hi ha quatre interferències principals en el disseny de PCB: el soroll de la font d'alimentació, la interferència de la línia de transmissió, l'acoblament i la interferència electromagnètica (EMI).
1. Soroll de la font d'alimentació
Al circuit d'alta freqüència, el soroll de la font d'alimentació té una influència especialment òbvia en el senyal d'alta freqüència. Per tant, el primer requisit per a la font d'alimentació és el baix soroll. Aquí, un sòl net és tan important com una font d'energia neta.
2. Línia de transmissió
Només hi ha dos tipus de línies de transmissió possibles en un PCB: línia de tira i línia de microones. El problema més gran de les línies de transmissió és la reflexió. La reflexió causarà molts problemes. Per exemple, el senyal de càrrega serà la superposició del senyal original i el senyal d'eco, la qual cosa augmentarà la dificultat de l'anàlisi del senyal; La reflexió provocarà pèrdua de retorn (pèrdua de retorn), que afectarà el senyal. L'impacte és tan greu com el causat per la interferència de soroll additiu.
3. Acoblament
El senyal d'interferència generat per la font d'interferència provoca interferències electromagnètiques al sistema de control electrònic mitjançant un determinat canal d'acoblament. El mètode d'acoblament d'interferència no és més que actuar sobre el sistema de control electrònic a través de cables, espais, línies comunes, etc. L'anàlisi inclou principalment els següents tipus: acoblament directe, acoblament d'impedància comuna, acoblament capacitiu, acoblament per inducció electromagnètica, acoblament per radiació, etc.
4. Interferència electromagnètica (EMI)
La interferència electromagnètica EMI té dos tipus: interferència conduïda i interferència radiada. La interferència conduïda es refereix a l'acoblament (interferència) de senyals d'una xarxa elèctrica a una altra xarxa elèctrica mitjançant un medi conductor. La interferència radiada fa referència a l'acoblament de la font d'interferència (interferència) del seu senyal a una altra xarxa elèctrica a través de l'espai. En el disseny de sistemes i PCB d'alta velocitat, les línies de senyal d'alta freqüència, els pins del circuit integrat, diversos connectors, etc. poden convertir-se en fonts d'interferència de radiació amb característiques d'antena, que poden emetre ones electromagnètiques i afectar altres sistemes o altres subsistemes del sistema. treball normal.
Mesures anti-interferències de circuits i PCB
El disseny anti-embussos de la placa de circuit imprès està estretament relacionat amb el circuit específic. A continuació, només farem algunes explicacions sobre diverses mesures habituals del disseny anti-jamming de PCB.
1. Disseny del cable d'alimentació
Segons la mida del corrent de la placa de circuit imprès, intenteu augmentar l'amplada de la línia elèctrica per reduir la resistència del bucle. Al mateix temps, feu que la direcció de la línia elèctrica i la línia de terra siguin coherents amb la direcció de transmissió de dades, cosa que ajuda a millorar la capacitat anti-soroll.
2. Disseny del cable de terra
Separeu la terra digital de la terra analògica. Si hi ha circuits lògics i circuits lineals a la placa de circuits, s'han de separar tant com sigui possible. La terra del circuit de baixa freqüència s'ha de posar a terra en paral·lel en un sol punt tant com sigui possible. Quan el cablejat real és difícil, es pot connectar parcialment en sèrie i després posar a terra en paral·lel. El circuit d'alta freqüència s'ha de connectar a terra en diversos punts de la sèrie, el cable de terra ha de ser curt i gruixut i s'ha d'utilitzar la làmina de terra de gran àrea similar a la xarxa al voltant del component d'alta freqüència.
El cable de terra ha de ser el més gruixut possible. Si s'utilitza una línia molt fina per al cable de connexió a terra, el potencial de connexió a terra canvia amb el corrent, la qual cosa redueix la resistència al soroll. Per tant, el cable de terra s'ha d'engrossir perquè pugui passar tres vegades el corrent admissible al tauler imprès. Si és possible, el cable de terra hauria d'estar per sobre de 2 ~ 3 mm.
El cable de terra forma un bucle tancat. Per a les plaques impreses compostes només per circuits digitals, la majoria dels seus circuits de connexió a terra estan disposats en bucles per millorar la resistència al soroll.
3. Configuració del condensador de desacoblament
Un dels mètodes convencionals de disseny de PCB és configurar els condensadors de desacoblament adequats a cada part clau de la placa impresa.
Els principis generals de configuració dels condensadors de desacoblament són:
① Connecteu un condensador electrolític de 10 ~ 100 uF a l'entrada d'alimentació. Si és possible, és millor connectar-se a 100uF o més.
②En principi, cada xip de circuit integrat ha d'estar equipat amb un condensador ceràmic de 0,01 pF. Si el buit de la placa impresa no és suficient, es pot disposar un condensador d'1-10pF per cada 4 ~ 8 xips.
③Per a dispositius amb una capacitat anti-soroll dèbil i grans canvis de potència quan s'apaga, com ara els dispositius d'emmagatzematge RAM i ROM, s'ha de connectar directament un condensador de desacoblament entre la línia elèctrica i la línia de terra del xip.
④El cable del condensador no ha de ser massa llarg, especialment el condensador de derivació d'alta freqüència no ha de tenir plom.
4. Mètodes per eliminar la interferència electromagnètica en el disseny de PCB
①Reduir bucles: cada bucle és equivalent a una antena, per la qual cosa hem de minimitzar el nombre de bucles, l'àrea del bucle i l'efecte d'antena del bucle. Assegureu-vos que el senyal només tingui un camí de bucle en dos punts qualsevol, eviteu els bucles artificials i intenteu utilitzar la capa de potència.
②Filtratge: el filtratge es pot utilitzar per reduir l'EMI tant a la línia elèctrica com a la línia de senyal. Hi ha tres mètodes: condensadors de desacoblament, filtres EMI i components magnètics.
③ Escut.
④ Intenta reduir la velocitat dels dispositius d'alta freqüència.
⑤ L'augment de la constant dielèctrica de la placa PCB pot evitar que les parts d'alta freqüència, com ara la línia de transmissió propera a la placa, s'irradiin cap a l'exterior; augmentar el gruix de la placa PCB i minimitzar el gruix de la línia de microstrip pot evitar que el cable electromagnètic es desbordi i també evitar la radiació.