Antiinterference je velmi důležitým článkem moderního návrhu obvodů, který přímo odráží výkon a spolehlivost celého systému. Pro inženýry PCB je návrh proti rušení klíčovým a obtížným bodem, který musí každý zvládnout.

Přítomnost rušení na desce PCB
Ve skutečném výzkumu bylo zjištěno, že v návrhu PCB existují čtyři hlavní interference: šum napájecího zdroje, rušení přenosového vedení, vazba a elektromagnetické rušení (EMI).

1. Hluk napájecího zdroje
Ve vysokofrekvenčním obvodu má šum napájecího zdroje zvláště zřejmý vliv na vysokofrekvenční signál. Prvním požadavkem na napájecí zdroj je proto nízká hlučnost. Zde je čistá půda stejně důležitá jako čistý zdroj energie.

2. Přenosové vedení
V desce plošných spojů jsou možné pouze dva typy přenosových vedení: páskové vedení a mikrovlnné vedení. Největším problémem přenosových vedení je odraz. Odraz způsobí mnoho problémů. Například signál zátěže bude superpozicí původního signálu a signálu echa, což zvýší obtížnost analýzy signálu; odraz způsobí návratovou ztrátu (return loss), která ovlivní signál. Dopad je stejně závažný jako dopad způsobený aditivním šumem.

3. Spojka
Rušivý signál generovaný zdrojem rušení způsobuje elektromagnetické rušení elektronického řídicího systému přes určitý spojovací kanál. Vazební metoda rušení není nic jiného než působení na elektronický řídicí systém prostřednictvím vodičů, mezer, společných vedení atd. Analýza zahrnuje především následující typy: přímá vazba, běžná impedanční vazba, kapacitní vazba, elektromagnetická indukční vazba, radiační vazba, atd.

4. Elektromagnetické rušení (EMI)
Elektromagnetické rušení EMI má dva typy: rušení vedením a rušení vyzařované. Vedené rušení se týká vazby (rušení) signálů v jedné elektrické síti do jiné elektrické sítě prostřednictvím vodivého média. Vyzařované rušení odkazuje na zdroj rušení spojující (rušení) jeho signál do jiné elektrické sítě přes prostor. Při návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů a systémů se vysokofrekvenční signálové linky, piny integrovaných obvodů, různé konektory atd. mohou stát zdroji radiačního rušení s charakteristikami antény, které mohou vyzařovat elektromagnetické vlny a ovlivňovat další systémy nebo jiné subsystémy v systému. normální práce.

PCB a obvodová opatření proti rušení
S konkrétním obvodem úzce souvisí provedení desky plošných spojů proti rušení. Dále pouze vysvětlíme několik běžných opatření návrhu proti rušení DPS.

1. Konstrukce napájecího kabelu
Podle velikosti proudu desky s plošnými spoji zkuste zvětšit šířku elektrického vedení, abyste snížili odpor smyčky. Současně zajistěte, aby byl směr elektrického vedení a zemního vedení konzistentní se směrem přenosu dat, což pomáhá zvýšit protihlukovou schopnost.

2. Konstrukce zemnícího drátu
Oddělte digitální zem od analogové země. Pokud jsou na desce plošných spojů logické obvody i lineární obvody, měly by být co nejvíce odděleny. Zem nízkofrekvenčního obvodu by měla být uzemněna co nejvíce paralelně v jednom bodě. Když je vlastní zapojení obtížné, může být částečně zapojeno do série a poté uzemněno paralelně. Vysokofrekvenční obvod by měl být uzemněn ve více bodech v sérii, zemnící vodič by měl být krátký a tlustý a kolem vysokofrekvenční součástky by měla být použita velkoplošná zemní fólie ve tvaru mřížky.

Zemnící vodič by měl být co nejsilnější. Pokud je pro zemnící vodič použito velmi tenké vedení, zemnící potenciál se mění s proudem, což snižuje odolnost proti rušení. Zemnící vodič by proto měl být zesílený tak, aby mohl na desce s plošnými spoji procházet trojnásobek povoleného proudu. Pokud je to možné, zemnící vodič by měl být nad 2~3 mm.

Zemnící vodič tvoří uzavřenou smyčku. U desek s plošnými spoji složených pouze z digitálních obvodů je většina jejich zemnících obvodů uspořádána do smyček, aby se zlepšila odolnost proti hluku.

3. Konfigurace oddělovacího kondenzátoru
Jednou z konvenčních metod návrhu PCB je konfigurace vhodných oddělovacích kondenzátorů na každé klíčové části desky s plošnými spoji.

Obecné principy konfigurace oddělovacích kondenzátorů jsou:

① Připojte 10 ~ 100 uf elektrolytický kondenzátor ke vstupu napájení. Pokud je to možné, je lepší připojit k 100uF nebo více.

②V zásadě by měl být každý čip integrovaného obvodu vybaven keramickým kondenzátorem 0,01pF. Pokud mezera desky s plošnými spoji nestačí, lze na každých 4~8 čipů uspořádat kondenzátor 1-10pF.

③U zařízení se slabou odolností proti rušení a velkými změnami výkonu při vypnutí, jako jsou paměťová zařízení RAM a ROM, by měl být oddělovací kondenzátor připojen přímo mezi napájecí vedení a zemnící vedení čipu.

④Vedení kondenzátoru by nemělo být příliš dlouhé, zvláště vysokofrekvenční bypass kondenzátor by neměl mít vedení.

4. Metody eliminace elektromagnetického rušení v návrhu DPS

①Snížení smyček: Každá smyčka je ekvivalentní anténě, takže musíme minimalizovat počet smyček, plochu smyčky a anténní efekt smyčky. Ujistěte se, že signál má pouze jednu smyčkovou cestu v libovolných dvou bodech, vyhněte se umělým smyčkám a zkuste použít výkonovou vrstvu.

②Filtrování: Filtrování lze použít ke snížení EMI jak na napájecím vedení, tak na signálovém vedení. Existují tři způsoby: oddělovací kondenzátory, EMI filtry a magnetické součástky.

③ Štít.

④ Pokuste se snížit rychlost vysokofrekvenčních zařízení.

⑤ Zvýšení dielektrické konstanty desky PCB může zabránit tomu, aby vysokofrekvenční části, jako je přenosové vedení v blízkosti desky, vyzařovaly ven; zvýšení tloušťky desky plošných spojů a minimalizace tloušťky mikropáskového vedení může zabránit přetečení elektromagnetického drátu a také zabránit záření.