Anti-Interferenz ist ein sehr wichtiges Glied im modernen Schaltungsdesign, das direkt die Leistung und Zuverlässigkeit des gesamten Systems widerspiegelt. Für PCB-Ingenieure ist das Anti-Interferenz-Design der entscheidende und schwierige Punkt, den jeder beherrschen muss.

Das Vorhandensein von Störungen auf der Leiterplatte
In tatsächlichen Untersuchungen wurde festgestellt, dass es beim PCB-Design vier Hauptinterferenzen gibt: Stromversorgungsrauschen, Übertragungsleitungsstörungen, Kopplung und elektromagnetische Störungen (EMI).

1. Netzteilgeräusche
Im Hochfrequenzkreis hat das Rauschen der Stromversorgung einen besonders deutlichen Einfluss auf das Hochfrequenzsignal. Daher ist die erste Anforderung an die Stromversorgung ein geringes Rauschen. Dabei ist ein sauberer Boden ebenso wichtig wie eine saubere Stromquelle.

2. Übertragungsleitung
In einer Leiterplatte sind nur zwei Arten von Übertragungsleitungen möglich: Streifenleitung und Mikrowellenleitung. Das größte Problem bei Übertragungsleitungen ist die Reflexion. Reflexion wird viele Probleme verursachen. Beispielsweise ist das Lastsignal die Überlagerung des Originalsignals und des Echosignals, was die Schwierigkeit der Signalanalyse erhöht. Reflexion führt zu einem Rückflussverlust (Rückflussverlust), der sich auf das Signal auswirkt. Die Auswirkungen sind ebenso gravierend wie die durch additive Störgeräusche verursachten.

3. Kopplung
Das von der Störquelle erzeugte Störsignal verursacht über einen bestimmten Koppelkanal elektromagnetische Störungen in der elektronischen Steuerung. Die Kopplungsmethode der Interferenz ist nichts anderes als die Einwirkung auf das elektronische Steuerungssystem über Drähte, Räume, gemeinsame Leitungen usw. Die Analyse umfasst hauptsächlich die folgenden Typen: direkte Kopplung, gemeinsame Impedanzkopplung, kapazitive Kopplung, elektromagnetische Induktionskopplung, Strahlungskopplung, usw.

4. Elektromagnetische Störungen (EMI)
Elektromagnetische Interferenzen (EMI) gibt es in zwei Arten: leitungsgebundene Interferenzen und abgestrahlte Interferenzen. Unter leitungsgebundener Interferenz versteht man die Kopplung (Interferenz) von Signalen in einem elektrischen Netzwerk mit einem anderen elektrischen Netzwerk über ein leitfähiges Medium. Unter Strahlungsinterferenz versteht man die Einkopplung (Interferenz) der Störquelle in ein anderes elektrisches Netzwerk durch den Weltraum. Beim Hochgeschwindigkeits-PCB- und Systemdesign können Hochfrequenzsignalleitungen, Stifte integrierter Schaltkreise, verschiedene Anschlüsse usw. zu Strahlungsinterferenzquellen mit Antenneneigenschaften werden, die elektromagnetische Wellen aussenden und andere Systeme oder andere Subsysteme im System beeinträchtigen können. normale Arbeit.

Anti-Interferenz-Maßnahmen für Leiterplatten und Schaltkreise
Das Anti-Jamming-Design der Leiterplatte hängt eng mit der jeweiligen Schaltung zusammen. Als nächstes geben wir nur einige Erklärungen zu einigen gängigen Maßnahmen des PCB-Anti-Jamming-Designs.

1. Netzkabeldesign
Versuchen Sie, je nach Größe des Leiterplattenstroms die Breite der Stromleitung zu vergrößern, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Sorgen Sie gleichzeitig dafür, dass die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmt, was zur Verbesserung der Rauschunterdrückung beiträgt.

2. Erdungskabeldesign
Trennen Sie die digitale Masse von der analogen Masse. Wenn auf der Leiterplatte sowohl Logikschaltungen als auch lineare Schaltungen vorhanden sind, sollten diese so weit wie möglich voneinander getrennt sein. Die Erde des Niederfrequenzkreises sollte möglichst parallel an einem einzigen Punkt geerdet werden. Wenn die eigentliche Verkabelung schwierig ist, kann sie teilweise in Reihe geschaltet und dann parallel geerdet werden. Der Hochfrequenzkreis sollte an mehreren Punkten in Reihe geerdet werden, das Erdungskabel sollte kurz und dick sein und die gitterartige großflächige Erdungsfolie sollte um die Hochfrequenzkomponente herum verwendet werden.

Das Erdungskabel sollte so dick wie möglich sein. Wenn als Erdungsdraht eine sehr dünne Leitung verwendet wird, ändert sich das Erdungspotential mit der Stromstärke, wodurch sich der Störwiderstand verringert. Daher sollte das Erdungskabel so dick sein, dass es das Dreifache des zulässigen Stroms auf der Leiterplatte leiten kann. Wenn möglich, sollte der Erdungsdraht einen Durchmesser von mehr als 2 bis 3 mm haben.

Das Erdungskabel bildet eine geschlossene Schleife. Bei Leiterplatten, die nur aus digitalen Schaltkreisen bestehen, sind die meisten Erdungsschaltkreise zur Verbesserung der Störfestigkeit in Schleifen angeordnet.

3. Konfiguration des Entkopplungskondensators
Eine der herkömmlichen Methoden des PCB-Designs besteht darin, auf jedem wichtigen Teil der Leiterplatte geeignete Entkopplungskondensatoren zu konfigurieren.

Die allgemeinen Konfigurationsprinzipien von Entkopplungskondensatoren sind:

① Schließen Sie einen 10 ~ 100uf-Elektrolytkondensator an den Stromeingang an. Wenn möglich, ist es besser, eine Verbindung mit 100 uF oder mehr herzustellen.

②Grundsätzlich sollte jeder integrierte Schaltkreischip mit einem 0,01 pF-Keramikkondensator ausgestattet sein. Wenn der Abstand der Leiterplatte nicht ausreicht, kann für jeweils 4 bis 8 Chips ein 1-10pF-Kondensator angeordnet werden.

③Bei Geräten mit schwacher Anti-Rausch-Fähigkeit und großen Leistungsänderungen im ausgeschalteten Zustand, wie z. B. RAM- und ROM-Speichergeräten, sollte ein Entkopplungskondensator direkt zwischen der Stromleitung und der Erdungsleitung des Chips angeschlossen werden.

④Das Kondensatorkabel sollte nicht zu lang sein, insbesondere sollte der Hochfrequenz-Bypass-Kondensator kein Kabel haben.

4. Methoden zur Beseitigung elektromagnetischer Störungen beim PCB-Design

①Schleifen reduzieren: Jede Schleife entspricht einer Antenne, daher müssen wir die Anzahl der Schleifen, die Fläche der Schleife und den Antenneneffekt der Schleife minimieren. Stellen Sie sicher, dass das Signal an zwei beliebigen Punkten nur einen Schleifenpfad hat, vermeiden Sie künstliche Schleifen und versuchen Sie, die Leistungsschicht zu verwenden.

②Filterung: Die Filterung kann verwendet werden, um EMI sowohl auf der Stromleitung als auch auf der Signalleitung zu reduzieren. Es gibt drei Methoden: Entkopplungskondensatoren, EMI-Filter und magnetische Komponenten.

③Schild.

④ Versuchen Sie, die Geschwindigkeit von Hochfrequenzgeräten zu reduzieren.

⑤ Durch Erhöhen der Dielektrizitätskonstante der Leiterplatte kann verhindert werden, dass Hochfrequenzteile wie die Übertragungsleitung in der Nähe der Leiterplatte nach außen abstrahlen. Durch Erhöhen der Dicke der Leiterplatte und Minimieren der Dicke der Mikrostreifenleitung kann ein Überlaufen des elektromagnetischen Kabels und auch Strahlung verhindert werden.