L'anti-interferenza è un anello molto importante nella progettazione dei circuiti moderni, che riflette direttamente le prestazioni e l'affidabilità dell'intero sistema. Per gli ingegneri PCB, la progettazione anti-interferenza è il punto chiave e difficile che tutti devono padroneggiare.

La presenza di interferenze nella scheda PCB
Dalla ricerca attuale è emerso che esistono quattro principali interferenze nella progettazione dei PCB: rumore dell'alimentatore, interferenza della linea di trasmissione, accoppiamento e interferenza elettromagnetica (EMI).

1. Rumore dell'alimentatore
Nel circuito ad alta frequenza il rumore dell'alimentatore ha un'influenza particolarmente evidente sul segnale ad alta frequenza. Pertanto il primo requisito per l'alimentatore è la bassa rumorosità. Qui un terreno pulito è importante quanto una fonte di energia pulita.

2. Linea di trasmissione
In un PCB sono possibili solo due tipi di linee di trasmissione: strip line e microonde line. Il problema più grande con le linee di trasmissione è la riflessione. La riflessione causerà molti problemi. Ad esempio, il segnale di carico sarà la sovrapposizione del segnale originale e del segnale di eco, il che aumenterà la difficoltà dell'analisi del segnale; la riflessione causerà la perdita di ritorno (perdita di ritorno), che influenzerà il segnale. L'impatto è grave quanto quello causato dall'interferenza acustica additiva.

3. Accoppiamento
Il segnale di interferenza generato dalla fonte di interferenza causa un'interferenza elettromagnetica al sistema di controllo elettronico attraverso un determinato canale di accoppiamento. Il metodo di accoppiamento delle interferenze non è altro che agire sul sistema di controllo elettronico attraverso fili, spazi, linee comuni, ecc. L'analisi comprende principalmente le seguenti tipologie: accoppiamento diretto, accoppiamento ad impedenza comune, accoppiamento capacitivo, accoppiamento ad induzione elettromagnetica, accoppiamento a radiazione, ecc.

4. Interferenza elettromagnetica (EMI)
Interferenza elettromagnetica L'EMI è di due tipi: interferenza condotta e interferenza irradiata. L'interferenza condotta si riferisce all'accoppiamento (interferenza) di segnali su una rete elettrica con un'altra rete elettrica attraverso un mezzo conduttivo. L'interferenza irradiata si riferisce alla sorgente di interferenza che accoppia (interferenza) il suo segnale a un'altra rete elettrica attraverso lo spazio. Nella progettazione di PCB e sistemi ad alta velocità, le linee di segnale ad alta frequenza, i pin dei circuiti integrati, vari connettori, ecc. possono diventare fonti di interferenza da radiazioni con caratteristiche di antenna, che possono emettere onde elettromagnetiche e influenzare altri sistemi o altri sottosistemi nel sistema. lavoro normale.

Misure anti-interferenza PCB e circuiti
Il design anti-inceppamento del circuito stampato è strettamente correlato al circuito specifico. Successivamente, forniremo solo alcune spiegazioni su diverse misure comuni nella progettazione anti-jamming del PCB.

1. Progettazione del cavo di alimentazione
A seconda delle dimensioni della corrente del circuito stampato, provare ad aumentare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del circuito. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della trasmissione dei dati, il che aiuta a migliorare la capacità antirumore.

2. Progettazione del filo di terra
Separare la terra digitale dalla terra analogica. Se sulla scheda sono presenti sia circuiti logici che circuiti lineari, è necessario separarli il più possibile. La terra del circuito a bassa frequenza dovrebbe essere messa a terra il più possibile in parallelo in un unico punto. Quando il cablaggio effettivo risulta difficoltoso, è possibile collegarlo parzialmente in serie e quindi metterlo a terra in parallelo. Il circuito ad alta frequenza deve essere messo a terra in più punti in serie, il filo di terra deve essere corto e spesso e attorno al componente ad alta frequenza deve essere utilizzata una lamina di terra ad ampia area simile a una griglia.

Il filo di terra dovrebbe essere il più spesso possibile. Se per il filo di terra viene utilizzata una linea molto sottile, il potenziale di terra cambia con la corrente, riducendo la resistenza al rumore. Pertanto, il filo di terra dovrebbe essere più spesso in modo che possa passare tre volte la corrente consentita sulla scheda stampata. Se possibile, il filo di terra dovrebbe essere superiore a 2~3 mm.

Il filo di terra forma un anello chiuso. Per le schede stampate composte solo da circuiti digitali, la maggior parte dei circuiti di terra sono disposti ad anello per migliorare la resistenza al rumore.

3. Configurazione del condensatore di disaccoppiamento
Uno dei metodi convenzionali di progettazione PCB consiste nel configurare condensatori di disaccoppiamento appropriati su ciascuna parte fondamentale della scheda stampata.

I principi generali di configurazione dei condensatori di disaccoppiamento sono:

① Collegare un condensatore elettrolitico da 10 ~ 100uf all'ingresso di alimentazione. Se possibile, è meglio connettersi a 100uF o più.

②In linea di principio, ciascun chip del circuito integrato dovrebbe essere dotato di un condensatore ceramico da 0,01pF. Se lo spazio sulla scheda stampata non è sufficiente, è possibile predisporre un condensatore da 1-10 pF per ogni 4~8 chip.

③Per i dispositivi con debole capacità antirumore e grandi variazioni di potenza quando spenti, come dispositivi di archiviazione RAM e ROM, un condensatore di disaccoppiamento deve essere collegato direttamente tra la linea di alimentazione e la linea di terra del chip.

④Il cavo del condensatore non deve essere troppo lungo, soprattutto il condensatore di bypass ad alta frequenza non deve avere cavo.

4. Metodi per eliminare le interferenze elettromagnetiche nella progettazione di PCB

①Riduci i loop: ogni loop equivale a un'antenna, quindi dobbiamo ridurre al minimo il numero di loop, l'area del loop e l'effetto antenna del loop. Assicurarsi che il segnale abbia un solo percorso di loop in due punti qualsiasi, evitare loop artificiali e provare a utilizzare il power layer.

②Filtro: il filtraggio può essere utilizzato per ridurre le EMI sia sulla linea di alimentazione che sulla linea del segnale. Esistono tre metodi: condensatori di disaccoppiamento, filtri EMI e componenti magnetici.

③Scudo.

④ Prova a ridurre la velocità dei dispositivi ad alta frequenza.

⑤ Aumentando la costante dielettrica della scheda PCB è possibile impedire che le parti ad alta frequenza come la linea di trasmissione vicina alla scheda si irradino verso l'esterno; aumentare lo spessore della scheda PCB e ridurre al minimo lo spessore della linea della microstriscia può impedire il traboccamento del filo elettromagnetico e anche prevenire le radiazioni.