Häirevastane lüli on tänapäevases vooluahela disainis väga oluline lüli, mis peegeldab otseselt kogu süsteemi jõudlust ja töökindlust. PCB-inseneride jaoks on häiretevastane disain võtmetähtsusega ja keeruline punkt, mida kõik peavad valdama.
Häirete olemasolu PCB plaadil
Tegelike uuringute käigus leiti, et trükkplaatide disainis on neli peamist häiret: toiteallika müra, ülekandeliini häired, sidestus ja elektromagnetilised häired (EMI).
1. Toiteallika müra
Kõrgsagedusahelas mõjutab toiteallika müra eriti selgelt kõrgsagedussignaali. Seetõttu on toiteallika esimene nõue madal müratase. Siin on puhas maandus sama oluline kui puhas jõuallikas.
2. Edastusliin
PCB-s on võimalikud ainult kahte tüüpi ülekandeliine: ribaliin ja mikrolaineliin. Ülekandeliinide suurim probleem on peegeldus. Peegeldus põhjustab palju probleeme. Näiteks on koormussignaal algsignaali ja kajasignaali superpositsioon, mis muudab signaali analüüsi keerulisemaks; peegeldumine põhjustab tagastuskadu (tagasi kadu), mis mõjutab signaali. Mõju on sama tõsine kui lisamüra häirete tekitatud mõju.
3. Sidumine
Häireallika tekitatud häiresignaal põhjustab teatud sidestuskanali kaudu elektromagnetilisi häireid elektroonilisele juhtimissüsteemile. Häirete sidumismeetod ei ole midagi muud kui elektroonilise juhtimissüsteemi mõjutamine juhtmete, ruumide, ühisliinide jne kaudu. Analüüs hõlmab peamiselt järgmisi tüüpe: otsesidestus, ühistakistussidestus, mahtuvuslik sidumine, elektromagnetiline induktsioonside, kiirgusside, jne.
4. Elektromagnetilised häired (EMI)
Elektromagnetilised häired EMI-d on kahte tüüpi: juhtivad häired ja kiirgushäired. Juhtivate häirete all mõeldakse ühes elektrivõrgus olevate signaalide sidumist (häireid) juhtiva keskkonna kaudu teise elektrivõrguga. Kiirgushäirete all mõeldakse häireallika sidestamist (häireid) oma signaali läbi ruumi teise elektrivõrguga. Kiire PCB ja süsteemi projekteerimisel võivad kõrgsageduslikud signaaliliinid, integraallülituse kontaktid, erinevad pistikud jne muutuda antenni karakteristikutega kiirgushäirete allikateks, mis võivad kiirata elektromagnetlaineid ja mõjutada teisi süsteeme või muid süsteemi alamsüsteeme. tavaline töö.
PCB ja vooluahela häiretevastased meetmed
Trükkplaadi segamisvastane disain on tihedalt seotud konkreetse vooluahelaga. Järgmisena anname vaid mõned selgitused PCB segamisvastase disaini mitmete levinud meetmete kohta.
1. Toitejuhtme disain
Vastavalt trükkplaadi voolu suurusele proovige suurendada toiteliini laiust, et vähendada ahela takistust. Samal ajal muutke elektriliini ja maandusliini suund andmeedastussuunaga vastavusse, mis aitab parandada müravastast võimekust.
2. Maandusjuhtme disain
Eraldage digitaalne maandus analoogmaandusest. Kui trükkplaadil on nii loogika- kui ka lineaarahelad, tuleks need võimalikult palju eraldada. Madalsagedusliku vooluahela maandus peaks olema võimalikult ühes punktis paralleelselt maandatud. Kui tegelik juhtmestik on keeruline, saab selle osaliselt järjestikku ühendada ja seejärel paralleelselt maandada. Kõrgsagedusahel peaks olema maandatud mitmes järjestikuses punktis, maandusjuhe peaks olema lühike ja paks ning kõrgsageduskomponendi ümber tuleks kasutada võrgutaolist suure pindalaga maanduskilet.
Maandusjuhe peaks olema võimalikult paks. Kui maandusjuhtme jaoks kasutatakse väga peenikest joont, muutub maanduspotentsiaal koos vooluga, mis vähendab mürakindlust. Seetõttu tuleks maandusjuhet paksendada nii, et see läbiks kolm korda lubatud voolu trükkplaadil. Võimaluse korral peaks maandusjuhe olema üle 2–3 mm.
Maandusjuhe moodustab suletud ahela. Ainult digitaalsetest vooluringidest koosnevate trükiplaatide puhul on enamik nende maandusahelaid paigutatud silmustesse, et parandada mürakindlust.
3. Lahtisidestuskondensaatori konfiguratsioon
Üks tavalisi PCB projekteerimise meetodeid on sobivate lahtisidestuskondensaatorite konfigureerimine trükkplaadi igale võtmeosale.
Lahtisidestuskondensaatorite konfiguratsiooni üldpõhimõtted on järgmised:
① Ühendage 10–100 uf elektrolüütkondensaator üle toitesisendi. Võimalusel on parem ühendada 100uF või enamaga.
②Põhimõtteliselt peaks iga integraallülituse kiip olema varustatud 0,01pF keraamilise kondensaatoriga. Kui trükkplaadi vahe ei ole piisav, saab iga 4-8 kiibi jaoks paigaldada 1-10pF kondensaatori.
③ Seadmete puhul, millel on nõrk müravastane võime ja väljalülitamisel suured võimsusmuutused (nt RAM-i ja ROM-i salvestusseadmed), tuleks lahtisidumise kondensaator ühendada otse kiibi toiteliini ja maandusliini vahele.
④ Kondensaatori juhe ei tohiks olla liiga pikk, eriti kõrgsageduslikul möödaviigukondensaatoril ei tohiks olla juhet.
4. Elektromagnetiliste häirete kõrvaldamise meetodid PCB projekteerimisel
①Silmuste vähendamine: iga silmus võrdub antenniga, seega peame minimeerima silmuste arvu, silmuse pindala ja silmuse antenniefekti. Veenduge, et signaalil oleks kahes punktis ainult üks silmustee, vältige kunstlikke silmuseid ja proovige kasutada toitekihti.
②Filtreerimine: Filtreerimist saab kasutada EMI vähendamiseks nii toiteliinil kui ka signaaliliinil. On kolm meetodit: kondensaatorite lahtisidumine, EMI-filtrid ja magnetkomponendid.
③ Kilp.
④ Püüdke vähendada kõrgsageduslike seadmete kiirust.
⑤ PCB plaadi dielektrilise konstandi suurendamine võib takistada kõrgsageduslike osade, näiteks plaadi lähedal asuva ülekandeliini väljapoole kiirgamist; PCB plaadi paksuse suurendamine ja mikroriba liini paksuse minimeerimine võib takistada elektromagnetilise juhtme ülevoolu ja vältida ka kiirgust.