אנטי-הפרעות הוא חוליה חשובה מאוד בתכנון מעגלים מודרניים, המשקף ישירות את הביצועים והאמינות של המערכת כולה. עבור מהנדסי PCB, עיצוב נגד הפרעות הוא הנקודה המרכזית והקשה שכולם חייבים לשלוט בה.

נוכחות של הפרעות בלוח ה-PCB
במחקר בפועל, נמצא כי קיימות ארבע הפרעות עיקריות בתכנון PCB: רעשי אספקת חשמל, הפרעות קו תמסורת, צימוד והפרעות אלקטרומגנטיות (EMI).

1. רעש אספקת החשמל
במעגל בתדר גבוה, לרעש של ספק הכוח יש השפעה ברורה במיוחד על האות בתדר גבוה. לכן, הדרישה הראשונה לאספקת החשמל היא רעש נמוך. כאן, קרקע נקייה חשובה לא פחות ממקור חשמל נקי.

2. קו הילוכים
ישנם רק שני סוגים של קווי תמסורת אפשריים ב-PCB: קו פס וקו מיקרוגל. הבעיה הגדולה ביותר בקווי תמסורת היא השתקפות. השתקפות תגרום לבעיות רבות. לדוגמה, אות העומס יהיה הסופרפוזיציה של האות המקורי ואות ההד, מה שיגדיל את הקושי בניתוח האות; השתקפות תגרום לאובדן החזרה (אובדן החזר), שישפיע על האות. ההשפעה חמורה כמו זו הנגרמת מהפרעות רעש נוסף.

3. צימוד
אות ההפרעה שנוצר על ידי מקור ההפרעה גורם להפרעות אלקטרומגנטיות למערכת הבקרה האלקטרונית דרך ערוץ צימוד מסוים. שיטת הצימוד של הפרעות אינה אלא פעולה על מערכת הבקרה האלקטרונית באמצעות חוטים, רווחים, קווים משותפים וכו'. הניתוח כולל בעיקר את הסוגים הבאים: צימוד ישיר, צימוד עכבה משותף, צימוד קיבולי, צימוד אינדוקציה אלקטרומגנטי, צימוד קרינה, וכו'

4. הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI)
הפרעות אלקטרומגנטיות ל-EMI שני סוגים: הפרעות מוליכות והפרעות מוקרנות. הפרעות מוליכות מתייחסות לצימוד (הפרעה) של אותות ברשת חשמלית אחת לרשת חשמלית אחרת באמצעות מדיום מוליך. הפרעות מוקרנות מתייחסות למקור ההפרעה המחבר (הפרעה) את האות שלו לרשת חשמלית אחרת דרך החלל. בתכנון PCB ומערכת במהירות גבוהה, קווי אות בתדר גבוה, פיני מעגל משולבים, מחברים שונים וכו' עלולים להפוך למקורות הפרעות קרינה בעלי מאפייני אנטנה, העלולים לפלוט גלים אלקטרומגנטיים ולהשפיע על מערכות אחרות או תת-מערכות אחרות במערכת. עבודה רגילה.

אמצעים נגד הפרעות PCB ומעגלים
העיצוב נגד חסימות של המעגל המודפס קשור קשר הדוק למעגל הספציפי. לאחר מכן, נביא רק כמה הסברים על מספר אמצעים נפוצים של עיצוב נגד שיבוש PCB.

1. עיצוב כבל חשמל
בהתאם לגודל זרם המעגל המודפס, נסה להגדיל את רוחב קו החשמל כדי להפחית את התנגדות הלולאה. במקביל, הפוך את כיוון קו החשמל וקו הקרקע להתאמה לכיוון העברת הנתונים, מה שעוזר לשפר את היכולת נגד רעש.

2. עיצוב חוט הארקה
הפרד הארקה דיגיטלית מהארקה אנלוגית. אם יש גם מעגלים לוגיים וגם מעגלים ליניאריים בלוח המעגלים, יש להפריד אותם ככל האפשר. הארקה של המעגל בתדר נמוך צריכה להיות מוארקת במקביל בנקודה אחת ככל האפשר. כאשר החיווט בפועל קשה, ניתן לחבר אותו חלקי בסדרה ולאחר מכן להארקה במקביל. המעגל בתדר גבוה צריך להיות מוארק במספר נקודות בסדרה, חוט ההארקה צריך להיות קצר ועבה, ויש להשתמש ברדיד הארקה דמוי רשת בשטח גדול סביב הרכיב בתדר גבוה.

חוט ההארקה צריך להיות עבה ככל האפשר. אם משתמשים בקו דק מאוד לחוט ההארקה, פוטנציאל ההארקה משתנה עם הזרם, מה שמפחית את התנגדות הרעש. לכן, יש לעבות את חוט ההארקה כך שיוכל להעביר פי שלושה מהזרם המותר על הלוח המודפס. במידת האפשר, חוט ההארקה צריך להיות מעל 2~3 מ"מ.

חוט ההארקה יוצר לולאה סגורה. עבור לוחות מודפסים המורכבים ממעגלים דיגיטליים בלבד, רוב מעגלי ההארקה שלהם מסודרים בלולאות כדי לשפר את ההתנגדות לרעש.

3. תצורת קבל ניתוק
אחת השיטות המקובלות של עיצוב PCB היא להגדיר קבלי ניתוק מתאימים בכל חלק מרכזי של הלוח המודפס.

עקרונות התצורה הכלליים של קבלים לניתוק הם:

① חבר קבל אלקטרוליטי של 10 ~ 100uf על פני כניסת הכוח. אם אפשר, עדיף להתחבר ל-100uF או יותר.

②באופן עקרוני, כל שבב מעגל משולב צריך להיות מצויד בקבל קרמי של 0.01pF. אם הפער של הלוח המודפס אינו מספיק, ניתן לארגן קבל של 1-10pF עבור כל 4~8 שבבים.

③ עבור מכשירים עם יכולת חלשה נגד רעשים ושינויי הספק גדולים כאשר הם כיבויים, כגון התקני זיכרון RAM ו-ROM, יש לחבר קבל ניתוק ישירות בין קו החשמל לקו ההארקה של השבב.

④מוביל הקבל לא צריך להיות ארוך מדי, במיוחד בקבל המעקף בתדר גבוה לא צריך להיות עופרת.

4. שיטות לביטול הפרעות אלקטרומגנטיות בתכנון PCB

①הפחת לולאות: כל לולאה שווה ערך לאנטנה, לכן עלינו למזער את מספר הלולאות, את שטח הלולאה ואת אפקט האנטנה של הלולאה. ודא שלאות יש רק נתיב לולאה אחד בכל שתי נקודות, הימנע מלולאות מלאכותיות ונסה להשתמש בשכבת הכוח.

②סינון: ניתן להשתמש בסינון להפחתת EMI הן בקו החשמל והן בקו האות. ישנן שלוש שיטות: ניתוק קבלים, מסנני EMI ורכיבים מגנטיים.

③ מגן.

④ נסה להפחית את המהירות של מכשירים בתדר גבוה.

⑤ הגדלת הקבוע הדיאלקטרי של לוח ה-PCB יכולה למנוע מחלקים בתדר גבוה, כגון קו התמסורת הקרוב ללוח, להקרין החוצה; הגדלת עובי לוח ה-PCB ומזעור עובי קו המיקרו-סטריפ יכולה למנוע מהחוט האלקטרומגנטי לעלות על גדותיו וגם למנוע קרינה.