Anti-interferensi adalah tautan yang sangat penting dalam desain sirkuit modern, yang secara langsung mencerminkan kinerja dan keandalan seluruh sistem. Untuk insinyur PCB, desain anti-interferensi adalah poin kunci dan sulit yang harus dikuasai semua orang.
Adanya gangguan di papan PCB
Dalam penelitian aktual, ditemukan bahwa ada empat gangguan utama dalam desain PCB: kebisingan catu daya, gangguan saluran transmisi, penggabungan dan gangguan elektromagnetik (EMI).
1. Kebisingan catu daya
Di sirkuit frekuensi tinggi, kebisingan catu daya memiliki pengaruh yang sangat jelas pada sinyal frekuensi tinggi. Oleh karena itu, persyaratan pertama untuk catu daya adalah kebisingan rendah. Di sini, tanah yang bersih sama pentingnya dengan sumber daya yang bersih.
2. Jalur transmisi
Hanya ada dua jenis saluran transmisi yang dimungkinkan dalam jalur PCB: strip dan garis microwave. Masalah terbesar dengan saluran transmisi adalah refleksi. Refleksi akan menyebabkan banyak masalah. Misalnya, sinyal beban akan menjadi superposisi sinyal asli dan sinyal gema, yang akan meningkatkan kesulitan analisis sinyal; Refleksi akan menyebabkan kehilangan pengembalian (kehilangan kembali), yang akan mempengaruhi sinyal. Dampaknya sama seriusnya dengan yang disebabkan oleh gangguan kebisingan aditif.
3. Kopling
Sinyal interferensi yang dihasilkan oleh sumber interferensi menyebabkan gangguan elektromagnetik ke sistem kontrol elektronik melalui saluran kopling tertentu. Metode penggabungan interferensi tidak lebih dari bekerja pada sistem kontrol elektronik melalui kabel, ruang, saluran umum, dll. Analisis ini terutama mencakup jenis -jenis berikut: kopling langsung, kopling impedansi umum, kopling kapasitif, kopling induksi elektromagnetik, kopling radiasi, dll.
4. Gangguan Elektromagnetik (EMI)
Gangguan elektromagnetik EMI memiliki dua jenis: gangguan yang dilakukan dan gangguan yang dipancarkan. Interferensi yang dilakukan mengacu pada kopling (gangguan) sinyal pada satu jaringan listrik ke jaringan listrik lain melalui media konduktif. Interferensi yang dipancarkan mengacu pada kopling sumber interferensi (interferensi) sinyalnya ke jaringan listrik lain melalui ruang. Dalam PCB berkecepatan tinggi dan desain sistem, saluran sinyal frekuensi tinggi, pin sirkuit terintegrasi, berbagai konektor, dll. Dapat menjadi sumber gangguan radiasi dengan karakteristik antena, yang dapat memancarkan gelombang elektromagnetik dan mempengaruhi sistem lain atau subsistem lain dalam sistem. pekerjaan normal.
Pengukuran anti-interferensi PCB dan sirkuit
Desain anti-jamming dari papan sirkuit cetak terkait erat dengan sirkuit spesifik. Selanjutnya, kami hanya akan membuat beberapa penjelasan tentang beberapa ukuran umum desain anti-jamming PCB.
1. Desain kabel daya
Menurut ukuran arus papan sirkuit yang dicetak, cobalah untuk meningkatkan lebar saluran listrik untuk mengurangi resistansi loop. Pada saat yang sama, buat arah saluran listrik dan saluran tanah konsisten dengan arah transmisi data, yang membantu meningkatkan kemampuan anti-noise.
2. Desain Kawat Ground
Tanah digital terpisah dari tanah analog. Jika ada sirkuit logika dan sirkuit linier pada papan sirkuit, mereka harus dipisahkan sebanyak mungkin. Tanah sirkuit frekuensi rendah harus dibumikan secara paralel pada satu titik sebanyak mungkin. Ketika kabel yang sebenarnya sulit, sebagian dapat dihubungkan secara seri dan kemudian didasarkan pada paralel. Sirkuit frekuensi tinggi harus didasarkan pada beberapa titik secara seri, kawat tanah harus pendek dan tebal, dan foil tanah area besar seperti grid harus digunakan di sekitar komponen frekuensi tinggi.
Kawat tanah harus setebal mungkin. Jika garis yang sangat tipis digunakan untuk kawat pentanahan, potensi pentanahan berubah dengan arus, yang mengurangi resistensi kebisingan. Oleh karena itu, kawat tanah harus mengental sehingga dapat melewati tiga kali arus yang diijinkan pada papan cetak. Jika memungkinkan, kabel tanah harus di atas 2 ~ 3mm.
Kawat tanah membentuk loop tertutup. Untuk papan cetak yang hanya terdiri dari sirkuit digital, sebagian besar sirkuit pentanahannya disusun dalam loop untuk meningkatkan resistensi kebisingan.
3. Konfigurasi kapasitor decoupling
Salah satu metode konvensional dari desain PCB adalah mengkonfigurasi kapasitor decoupling yang sesuai pada setiap bagian penting dari papan cetak.
Prinsip -prinsip konfigurasi umum kapasitor decoupling adalah:
① Hubungkan kapasitor elektrolitik 10 ~ 100uf melintasi input daya. Jika memungkinkan, lebih baik terhubung ke 100uf atau lebih.
Prinsipnya, setiap chip sirkuit terintegrasi harus dilengkapi dengan kapasitor keramik 0,01pf. Jika celah papan cetak tidak cukup, kapasitor 1-10pf dapat diatur untuk setiap 4 ~ 8 chip.
③Untuk perangkat dengan kemampuan anti-noise yang lemah dan perubahan daya yang besar saat dimatikan, seperti RAM dan perangkat penyimpanan ROM, kapasitor decoupling harus terhubung langsung antara saluran listrik dan saluran dasar chip.
④ Timbal kapasitor tidak boleh terlalu lama, terutama kapasitor bypass frekuensi tinggi seharusnya tidak memiliki timbal.
4. Metode untuk menghilangkan gangguan elektromagnetik dalam desain PCB
Loop Loop: Setiap loop setara dengan antena, jadi kita perlu meminimalkan jumlah loop, area loop dan efek antena loop. Pastikan sinyal hanya memiliki satu jalur loop di dua titik, hindari loop buatan, dan cobalah untuk menggunakan lapisan daya.
②Filtering: Penyaringan dapat digunakan untuk mengurangi EMI baik pada saluran listrik dan pada saluran sinyal. Ada tiga metode: kapasitor decoupling, filter EMI, dan komponen magnetik.
③Shield.
④ Cobalah untuk mengurangi kecepatan perangkat frekuensi tinggi.
⑤ Meningkatkan konstanta dielektrik dari papan PCB dapat mencegah bagian frekuensi tinggi seperti saluran transmisi yang dekat dengan papan memancar ke luar; Meningkatkan ketebalan papan PCB dan meminimalkan ketebalan garis microstrip dapat mencegah kawat elektromagnetik meluap dan juga mencegah radiasi.