L'anti-interférence est un lien très important dans la conception de circuits modernes, qui reflète directement les performances et la fiabilité de l'ensemble du système. Pour les ingénieurs de PCB, la conception anti-interférence est le point clé et difficile que tout le monde doit maîtriser.
La présence d'interférence dans la carte PCB
Dans la recherche réelle, il est constaté qu'il existe quatre principales interférences dans la conception des PCB: le bruit d'alimentation, l'interférence de la ligne de transmission, le couplage et l'interférence électromagnétique (EMI).
1. Bruit d'alimentation
Dans le circuit à haute fréquence, le bruit de l'alimentation a une influence particulièrement évidente sur le signal haute fréquence. Par conséquent, la première exigence pour l'alimentation est faible. Ici, un terrain propre est aussi important qu'une source d'alimentation propre.
2. Ligne de transmission
Il n'y a que deux types de lignes de transmission possibles dans un PCB: ligne de bande et ligne micro-ondes. Le plus gros problème avec les lignes de transmission est la réflexion. La réflexion causera de nombreux problèmes. Par exemple, le signal de charge sera la superposition du signal d'origine et du signal d'écho, ce qui augmentera la difficulté de l'analyse du signal; La réflexion entraînera une perte de retour (perte de retour), ce qui affectera le signal. L'impact est aussi grave que celui causé par l'interférence du bruit additif.
3. Couplage
Le signal d'interférence généré par la source d'interférence provoque une interférence électromagnétique au système de contrôle électronique à travers un certain canal de couplage. La méthode d'interférence de couplage n'est rien d'autre que d'agir sur le système de contrôle électronique à travers des fils, des espaces, des lignes communes, etc. L'analyse comprend principalement les types suivants: couplage direct, couplage d'impédance commun, couplage capacitif, couplage à induction électromagnétique, couplage de rayonnement, etc.
4. Interférence électromagnétique (EMI)
L'interférence électromagnétique EMI a deux types: une interférence conduite et une interférence rayonnée. L'interférence conduite fait référence au couplage (interférence) des signaux sur un réseau électrique à un autre réseau électrique via un milieu conducteur. L'interférence rayonnée fait référence au couplage de la source d'interférence (interférence) son signal à un autre réseau électrique dans l'espace. Dans la conception de PCB et du système à grande vitesse, les lignes de signal à haute fréquence, les broches de circuit intégrées, divers connecteurs, etc. peuvent devenir des sources d'interférence de rayonnement avec les caractéristiques de l'antenne, qui peuvent émettre des ondes électromagnétiques et affecter d'autres systèmes ou d'autres sous-systèmes du système. travail normal.
PCB et mesures anti-interférences PCB
La conception anti-jumelle de la carte de circuit imprimé est étroitement liée au circuit spécifique. Ensuite, nous ne ferons que quelques explications sur plusieurs mesures courantes de la conception anti-jumelle PCB.
1. Conception du cordon d'alimentation
Selon la taille du courant de la carte de circuit imprimé, essayez d'augmenter la largeur de la ligne électrique pour réduire la résistance à la boucle. Dans le même temps, faites la direction de la ligne électrique et de la ligne de terre conforme à la direction de la transmission des données, ce qui aide à améliorer la capacité anti-bruit.
2. Conception de fil de terre
Séparez le terrain numérique du sol analogique. S'il y a à la fois des circuits logiques et des circuits linéaires sur la carte de circuit imprimé, ils doivent être séparés autant que possible. La terre du circuit basse fréquence doit être ancrée en parallèle en un seul point autant que possible. Lorsque le câblage réel est difficile, il peut être partiellement connecté en série puis mis à la terre en parallèle. Le circuit à haute fréquence doit être mis à la terre à plusieurs points en série, le fil de terre doit être court et épais, et la feuille de terre de grande surface en forme de grille doit être utilisée autour du composant haute fréquence.
Le fil de terre doit être aussi épais que possible. Si une ligne très mince est utilisée pour le fil de mise à la terre, le potentiel de mise à la terre change avec le courant, ce qui réduit la résistance au bruit. Par conséquent, le fil de terre doit être épaissi afin qu'il puisse passer trois fois le courant autorisé sur la carte imprimée. Si possible, le fil de terre doit être supérieur à 2 à 3 mm.
Le fil de terre forme une boucle fermée. Pour les planches imprimées composées uniquement de circuits numériques, la plupart de leurs circuits de mise à la terre sont disposés en boucles pour améliorer la résistance au bruit.
3. Configuration du condensateur de découplage
L'une des méthodes conventionnelles de conception de PCB consiste à configurer les condensateurs de découplage appropriés sur chaque partie clé de la carte imprimée.
Les principes de configuration générale des condensateurs de découplage sont:
① Connectez un condensateur électrolytique de 10 ~ 100uf à travers l'entrée d'alimentation. Si possible, il est préférable de se connecter à 100uf ou plus.
② en principe, chaque puce de circuit intégré doit être équipée d'un condensateur en céramique de 0,01 pf. Si l'écart de la carte imprimée ne suffit pas, un condensateur de 1-10pf peut être organisé pour 4 à 8 puces.
③Pour les appareils avec une faible capacité anti-bruit et des changements de puissance importants lorsqu'ils sont désactivés, tels que les dispositifs de stockage RAM et ROM, un condensateur de découplage doit être directement connecté entre la ligne électrique et la ligne de terre de la puce.
④Le plomb de condensateur ne devrait pas être trop long, en particulier le condensateur de dérivation à haute fréquence ne devrait pas avoir de plomb.
4. Méthodes pour éliminer les interférences électromagnétiques dans la conception des PCB
①Reduire des boucles: chaque boucle équivaut à une antenne, nous devons donc minimiser le nombre de boucles, la zone de la boucle et l'effet d'antenne de la boucle. Assurez-vous que le signal n'a qu'un seul chemin de boucle à deux points, évitez les boucles artificielles et essayez d'utiliser la couche de puissance.
②Filter: le filtrage peut être utilisé pour réduire l'EMI à la fois sur la ligne électrique et sur la ligne de signal. Il existe trois méthodes: les condensateurs de découplage, les filtres EMI et les composants magnétiques.
③Shield.
④ Essayez de réduire la vitesse des appareils à haute fréquence.
⑤ L'augmentation de la constante diélectrique de la carte PCB peut empêcher les pièces haute fréquence telles que la ligne de transmission près de la carte à rayonnement vers l'extérieur; L'augmentation de l'épaisseur de la planche PCB et la minimisation de l'épaisseur de la ligne microruban peuvent empêcher le fil électromagnétique de déborder et également empêcher le rayonnement.