Zaštita od smetnji vrlo je važna karika u modernom dizajnu sklopova, koja izravno odražava performanse i pouzdanost cijelog sustava. Za PCB inženjere, dizajn protiv smetnji je ključna i teška točka koju svi moraju savladati.

Prisutnost smetnji u PCB ploči
U stvarnim istraživanjima utvrđeno je da postoje četiri glavne smetnje u dizajnu PCB-a: buka napajanja, smetnje dalekovoda, spoj i elektromagnetske smetnje (EMI).

1. Buka napajanja
U visokofrekventnom krugu, šum napajanja ima posebno očit utjecaj na visokofrekventni signal. Stoga je prvi zahtjev za napajanje niska razina buke. Ovdje je čisto tlo jednako važno kao i čisti izvor energije.

2. Dalekovod
U PCB-u su moguće samo dvije vrste prijenosnih linija: trakasta linija i mikrovalna linija. Najveći problem s dalekovodima je refleksija. Odraz će uzrokovati mnoge probleme. Na primjer, signal opterećenja bit će superpozicija izvornog signala i signala odjeka, što će povećati težinu analize signala; refleksija će uzrokovati povratni gubitak (povratni gubitak), što će utjecati na signal. Utjecaj je jednako ozbiljan kao i onaj uzrokovan dodatnim smetnjama buke.

3. Spajanje
Signal smetnje koji generira izvor smetnje uzrokuje elektromagnetske smetnje elektroničkom upravljačkom sustavu kroz određeni spojni kanal. Metoda spajanja smetnji nije ništa drugo nego djelovanje na elektronički upravljački sustav kroz žice, razmake, zajedničke vodove itd. Analiza uglavnom uključuje sljedeće vrste: izravno spajanje, zajedničko impedancijsko spajanje, kapacitivno spajanje, elektromagnetsko indukcijsko spajanje, radijacijsko spajanje, itd.

4. Elektromagnetske smetnje (EMI)
Elektromagnetske smetnje EMI ima dvije vrste: kondukcijske smetnje i zračene smetnje. Dirigirana smetnja odnosi se na spajanje (smetnje) signala na jednoj električnoj mreži na drugu električnu mrežu kroz vodljivi medij. Zračena smetnja odnosi se na spajanje izvora smetnje (smetnje) svojim signalom na drugu električnu mrežu kroz prostor. U dizajnu tiskanih ploča velike brzine i sustava, visokofrekventne signalne linije, pinovi integriranog kruga, razni konektori itd. mogu postati izvori smetnji zračenja s karakteristikama antene, koji mogu emitirati elektromagnetske valove i utjecati na druge sustave ili druge podsustave u sustavu. normalan rad.

PCB i mjere zaštite od smetnji
Dizajn tiskane pločice protiv ometanja usko je povezan sa specifičnim strujnim krugom. Zatim ćemo dati samo neka objašnjenja o nekoliko uobičajenih mjera PCB dizajna protiv ometanja.

1. Dizajn kabela za napajanje
U skladu s veličinom struje tiskane ploče, pokušajte povećati širinu naponskog voda kako biste smanjili otpor petlje. U isto vrijeme, neka smjer vodova i uzemljenja bude u skladu sa smjerom prijenosa podataka, što pomaže u poboljšanju sposobnosti zaštite od buke.

2. Dizajn žice za uzemljenje
Odvojite digitalno uzemljenje od analognog. Ako na ploči postoje i logički i linearni sklopovi, oni bi trebali biti razdvojeni što je više moguće. Uzemljenje niskofrekventnog kruga treba biti uzemljeno paralelno u jednoj točki što je više moguće. Kada je stvarno ožičenje teško, može se djelomično spojiti u seriju, a zatim uzemljiti paralelno. Visokofrekventni krug treba biti uzemljen na više točaka u nizu, žica za uzemljenje treba biti kratka i debela, a oko visokofrekventne komponente treba koristiti rešetkastu foliju velike površine.

Žica za uzemljenje treba biti što deblja. Ako se za žicu za uzemljenje koristi vrlo tanka linija, potencijal uzemljenja se mijenja sa strujom, što smanjuje otpor buke. Zbog toga žicu za uzemljenje treba podebljati tako da može propustiti trostruku struju od dopuštene na tiskanoj pločici. Ako je moguće, žica za uzemljenje treba biti iznad 2~3 mm.

Žica za uzemljenje čini zatvorenu petlju. Za tiskane ploče koje se sastoje samo od digitalnih krugova, većina njihovih krugova za uzemljenje raspoređena je u petlje kako bi se poboljšala otpornost na buku.

3. Konfiguracija odvajajućeg kondenzatora
Jedna od konvencionalnih metoda dizajna PCB-a je konfiguracija odgovarajućih kondenzatora za odvajanje na svakom ključnom dijelu tiskane ploče.

Opća načela konfiguracije kondenzatora za odvajanje su:

① Spojite elektrolitički kondenzator od 10 ~ 100 uf na ulaz napajanja. Ako je moguće, bolje je spojiti se na 100uF ili više.

②U principu, svaki čip integriranog kruga trebao bi biti opremljen keramičkim kondenzatorom od 0,01 pF. Ako razmak tiskane ploče nije dovoljan, može se postaviti kondenzator od 1-10pF za svakih 4~8 čipova.

③Za uređaje sa slabom sposobnošću zaštite od buke i velikim promjenama snage kada su isključeni, kao što su RAM i ROM uređaji za pohranu, kondenzator za razdvajanje trebao bi biti izravno spojen između naponskog voda i uzemljenja čipa.

④Ovod kondenzatora ne bi trebao biti predugačak, posebno visokofrekventni premosni kondenzator ne bi trebao imati izvod.

4. Metode za uklanjanje elektromagnetskih smetnji u dizajnu tiskanih ploča

①Smanjite petlje: svaka petlja je ekvivalentna anteni, tako da moramo smanjiti broj petlji, područje petlje i učinak petlje na antenu. Osigurajte da signal ima samo jednu putanju petlje u bilo koje dvije točke, izbjegavajte umjetne petlje i pokušajte koristiti sloj snage.

②Filtriranje: Filtriranje se može koristiti za smanjenje EMI i na liniji napajanja i na liniji signala. Postoje tri metode: kondenzatori za odvajanje, EMI filteri i magnetske komponente.

③Štit.

④ Pokušajte smanjiti brzinu visokofrekventnih uređaja.

⑤ Povećanje dielektrične konstante PCB ploče može spriječiti visokofrekventne dijelove kao što je dalekovod blizu ploče od zračenja prema van; povećanje debljine PCB ploče i smanjivanje debljine mikrotrakaste linije može spriječiti prelijevanje elektromagnetske žice i također spriječiti zračenje.