Η προστασία από παρεμβολές είναι ένας πολύ σημαντικός κρίκος στον σύγχρονο σχεδιασμό κυκλωμάτων, ο οποίος αντανακλά άμεσα την απόδοση και την αξιοπιστία ολόκληρου του συστήματος. Για τους μηχανικούς PCB, ο σχεδιασμός κατά των παρεμβολών είναι το βασικό και δύσκολο σημείο που πρέπει να κατακτήσουν όλοι.
Η παρουσία παρεμβολών στην πλακέτα PCB
Στην πραγματική έρευνα, διαπιστώθηκε ότι υπάρχουν τέσσερις κύριες παρεμβολές στο σχεδιασμό των PCB: θόρυβος τροφοδοσίας, παρεμβολές γραμμής μετάδοσης, ζεύξη και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI).
1. Θόρυβος τροφοδοσίας
Στο κύκλωμα υψηλής συχνότητας, ο θόρυβος του τροφοδοτικού έχει μια ιδιαίτερα εμφανή επίδραση στο σήμα υψηλής συχνότητας. Επομένως, η πρώτη απαίτηση για την παροχή ρεύματος είναι ο χαμηλός θόρυβος. Εδώ, ένα καθαρό έδαφος είναι εξίσου σημαντικό με μια καθαρή πηγή ενέργειας.
2. Γραμμή μεταφοράς
Υπάρχουν μόνο δύο τύποι γραμμών μετάδοσης δυνατοί σε ένα PCB: γραμμή ταινίας και γραμμή μικροκυμάτων. Το μεγαλύτερο πρόβλημα με τις γραμμές μεταφοράς είναι η αντανάκλαση. Ο προβληματισμός θα προκαλέσει πολλά προβλήματα. Για παράδειγμα, το σήμα φορτίου θα είναι η υπέρθεση του αρχικού σήματος και του σήματος ηχούς, γεγονός που θα αυξήσει τη δυσκολία της ανάλυσης του σήματος. Η ανάκλαση θα προκαλέσει απώλεια επιστροφής (απώλεια επιστροφής), η οποία θα επηρεάσει το σήμα. Οι επιπτώσεις είναι τόσο σοβαρές όσο αυτές που προκαλούνται από παρεμβολές θορύβου προσθέτων.
3. Σύζευξη
Το σήμα παρεμβολής που παράγεται από την πηγή παρεμβολής προκαλεί ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή στο ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου μέσω ενός συγκεκριμένου καναλιού σύζευξης. Η μέθοδος παρεμβολής σύζευξης δεν είναι τίποτα άλλο από το να ενεργεί στο ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου μέσω καλωδίων, διαστημάτων, κοινών γραμμών κ.λπ. Η ανάλυση περιλαμβάνει κυρίως τους ακόλουθους τύπους: άμεση σύζευξη, σύζευξη κοινής σύνθετης αντίστασης, χωρητική σύζευξη, ζεύξη ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, ζεύξη ακτινοβολίας, και τα λοιπά.
4. Ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI)
Ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή Το EMI έχει δύο τύπους: αγώγιμη παρεμβολή και ακτινοβολούμενη παρεμβολή. Η αγώγιμη παρεμβολή αναφέρεται στη σύζευξη (παρεμβολή) σημάτων ενός ηλεκτρικού δικτύου σε ένα άλλο ηλεκτρικό δίκτυο μέσω ενός αγώγιμου μέσου. Η ακτινοβολούμενη παρεμβολή αναφέρεται στη σύζευξη της πηγής παρεμβολής (παρεμβολή) του σήματος της σε άλλο ηλεκτρικό δίκτυο μέσω του χώρου. Στη σχεδίαση PCB και συστήματος υψηλής ταχύτητας, γραμμές σήματος υψηλής συχνότητας, ακροδέκτες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, διάφοροι σύνδεσμοι κ.λπ. μπορεί να γίνουν πηγές παρεμβολής ακτινοβολίας με χαρακτηριστικά κεραίας, που μπορεί να εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα και να επηρεάσουν άλλα συστήματα ή άλλα υποσυστήματα του συστήματος. κανονική εργασία.
Μέτρα κατά των παρεμβολών PCB και κυκλώματος
Ο σχεδιασμός κατά της εμπλοκής της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος σχετίζεται στενά με το συγκεκριμένο κύκλωμα. Στη συνέχεια, θα κάνουμε μόνο μερικές επεξηγήσεις σχετικά με πολλά κοινά μέτρα σχεδιασμού κατά της εμπλοκής PCB.
1. Σχέδιο καλωδίου ρεύματος
Ανάλογα με το μέγεθος του ρεύματος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, προσπαθήστε να αυξήσετε το πλάτος της γραμμής ισχύος για να μειώσετε την αντίσταση βρόχου. Ταυτόχρονα, κάντε την κατεύθυνση της γραμμής ρεύματος και της γραμμής εδάφους σύμφωνα με την κατεύθυνση μετάδοσης δεδομένων, γεγονός που συμβάλλει στην ενίσχυση της ικανότητας κατά του θορύβου.
2. Σχέδιο σύρματος γείωσης
Διαχωρίστε την ψηφιακή γείωση από την αναλογική γείωση. Εάν υπάρχουν και λογικά και γραμμικά κυκλώματα στην πλακέτα κυκλώματος, θα πρέπει να διαχωριστούν όσο το δυνατόν περισσότερο. Η γείωση του κυκλώματος χαμηλής συχνότητας θα πρέπει να γειώνεται παράλληλα σε ένα μόνο σημείο όσο το δυνατόν περισσότερο. Όταν η πραγματική καλωδίωση είναι δύσκολη, μπορεί να συνδεθεί εν μέρει σε σειρά και στη συνέχεια να γειωθεί παράλληλα. Το κύκλωμα υψηλής συχνότητας πρέπει να γειώνεται σε πολλά σημεία σε σειρά, το καλώδιο γείωσης πρέπει να είναι κοντό και παχύ και το φύλλο γείωσης μεγάλης επιφάνειας σαν πλέγμα θα πρέπει να χρησιμοποιείται γύρω από το εξάρτημα υψηλής συχνότητας.
Το καλώδιο γείωσης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο παχύ. Εάν χρησιμοποιείται μια πολύ λεπτή γραμμή για το καλώδιο γείωσης, το δυναμικό γείωσης αλλάζει με το ρεύμα, γεγονός που μειώνει την αντίσταση του θορύβου. Επομένως, το καλώδιο γείωσης θα πρέπει να είναι παχύρρευστο έτσι ώστε να μπορεί να περάσει τρεις φορές το επιτρεπόμενο ρεύμα στον τυπωμένο πίνακα. Εάν είναι δυνατόν, το καλώδιο γείωσης πρέπει να είναι πάνω από 2~3 mm.
Το καλώδιο γείωσης σχηματίζει έναν κλειστό βρόχο. Για τυπωμένους πίνακες που αποτελούνται μόνο από ψηφιακά κυκλώματα, τα περισσότερα από τα κυκλώματα γείωσης τους είναι διατεταγμένα σε βρόχους για τη βελτίωση της αντίστασης στο θόρυβο.
3. Διαμόρφωση πυκνωτή αποσύνδεσης
Μία από τις συμβατικές μεθόδους σχεδιασμού PCB είναι η διαμόρφωση κατάλληλων πυκνωτών αποσύνδεσης σε κάθε βασικό τμήμα της τυπωμένης πλακέτας.
Οι γενικές αρχές διαμόρφωσης των πυκνωτών αποσύνδεσης είναι:
① Συνδέστε έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 10 ~ 100uf στην είσοδο ισχύος. Εάν είναι δυνατόν, είναι καλύτερο να συνδεθείτε σε 100uF ή περισσότερο.
②Καταρχήν, κάθε τσιπ ολοκληρωμένου κυκλώματος πρέπει να είναι εξοπλισμένο με κεραμικό πυκνωτή 0,01 pF. Εάν το κενό της τυπωμένης πλακέτας δεν είναι αρκετό, μπορεί να τοποθετηθεί ένας πυκνωτής 1-10 pF για κάθε 4~8 μάρκες.
③Για συσκευές με ασθενή ικανότητα κατά του θορύβου και μεγάλες αλλαγές ισχύος όταν είναι απενεργοποιημένες, όπως συσκευές αποθήκευσης RAM και ROM, ένας πυκνωτής αποσύνδεσης θα πρέπει να συνδέεται απευθείας μεταξύ της γραμμής ισχύος και της γραμμής γείωσης του τσιπ.
④ Το καλώδιο του πυκνωτή δεν πρέπει να είναι πολύ μακρύ, ειδικά ο πυκνωτής παράκαμψης υψηλής συχνότητας δεν πρέπει να έχει καλώδιο.
4. Μέθοδοι για την εξάλειψη των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών στο σχεδιασμό PCB
①Μείωση βρόχων: Κάθε βρόχος είναι ισοδύναμος με μια κεραία, επομένως πρέπει να ελαχιστοποιήσουμε τον αριθμό των βρόχων, την περιοχή του βρόχου και το εφέ κεραίας του βρόχου. Βεβαιωθείτε ότι το σήμα έχει μόνο μία διαδρομή βρόχου σε οποιαδήποτε δύο σημεία, αποφύγετε τους τεχνητούς βρόχους και προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε το επίπεδο ισχύος.
②Φιλτράρισμα: Το φιλτράρισμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του EMI τόσο στη γραμμή ρεύματος όσο και στη γραμμή σήματος. Υπάρχουν τρεις μέθοδοι: αποσύνδεση πυκνωτών, φίλτρα EMI και μαγνητικά εξαρτήματα.
③ Ασπίδα.
④ Προσπαθήστε να μειώσετε την ταχύτητα των συσκευών υψηλής συχνότητας.
⑤ Η αύξηση της διηλεκτρικής σταθεράς της πλακέτας PCB μπορεί να αποτρέψει την ακτινοβολία προς τα έξω εξαρτημάτων υψηλής συχνότητας, όπως η γραμμή μετάδοσης κοντά στην πλακέτα. Η αύξηση του πάχους της πλακέτας PCB και η ελαχιστοποίηση του πάχους της γραμμής μικροταινιών μπορεί να αποτρέψει την υπερχείλιση του ηλεκτρομαγνητικού σύρματος και επίσης να αποτρέψει την ακτινοβολία.