Prettraucējumi ir ļoti svarīga saikne mūsdienu ķēdes dizainā, kas tieši atspoguļo visas sistēmas veiktspēju un uzticamību. PCB inženieriem prettraucējumu dizains ir galvenais un sarežģītais punkts, kas jāapgūst ikvienam.
Traucējumu klātbūtne PCB platē
Faktiskajos pētījumos ir konstatēts, ka PCB projektēšanā ir četri galvenie traucējumi: barošanas avota troksnis, pārvades līnijas traucējumi, savienojums un elektromagnētiskie traucējumi (EMI).
1. Strāvas padeves troksnis
Augstfrekvences ķēdē barošanas avota troksnis īpaši acīmredzami ietekmē augstfrekvences signālu. Tāpēc pirmā prasība barošanas avotam ir zems trokšņa līmenis. Šeit tīra zeme ir tikpat svarīga kā tīrs enerģijas avots.
2. Pārvades līnija
PCB ir iespējamas tikai divu veidu pārvades līnijas: lentes līnija un mikroviļņu līnija. Lielākā problēma ar pārvades līnijām ir atstarošana. Pārdomas radīs daudzas problēmas. Piemēram, slodzes signāls būs sākotnējā signāla un atbalss signāla superpozīcija, kas palielinās signāla analīzes grūtības; atstarošanās izraisīs atgriešanās zudumu (atgriešanās zudumu), kas ietekmēs signālu. Ietekme ir tikpat nopietna kā papildu trokšņa radītā ietekme.
3. Sakabe
Traucējumu avota radītais traucējumu signāls rada elektromagnētiskus traucējumus elektroniskajai vadības sistēmai caur noteiktu savienojuma kanālu. Traucējumu savienošanas metode ir nekas cits kā elektroniskās vadības sistēmas iedarbināšana caur vadiem, telpām, kopējām līnijām utt. Analīze galvenokārt ietver šādus veidus: tiešo savienojumu, kopējās pretestības savienojumu, kapacitatīvo savienojumu, elektromagnētiskās indukcijas savienojumu, starojuma savienojumu, utt.
4. Elektromagnētiskie traucējumi (EMI)
Elektromagnētiskie traucējumi EMI ir divu veidu: vadītie traucējumi un izstarotie traucējumi. Vadīti traucējumi attiecas uz signālu savienošanu (traucējumus) vienā elektrotīklā ar citu elektrotīklu caur vadošu vidi. Izstarotie traucējumi attiecas uz traucējumu avota savienojumu (traucējumu) tā signālu citam elektrotīklam caur telpu. Ātrgaitas PCB un sistēmu projektēšanā augstfrekvences signālu līnijas, integrālās shēmas tapas, dažādi savienotāji u.c. var kļūt par starojuma traucējumu avotiem ar antenas raksturlielumiem, kas var izstarot elektromagnētiskos viļņus un ietekmēt citas sistēmas vai citas sistēmas apakšsistēmas. normāls darbs.
PCB un ķēdes prettraucējumu pasākumi
Iespiedshēmas plates prettraucēšanas dizains ir cieši saistīts ar konkrēto shēmu. Tālāk mēs sniegsim tikai dažus paskaidrojumus par vairākiem izplatītiem PCB prettraucēšanas novēršanas projektiem.
1. Strāvas vada dizains
Atbilstoši iespiedshēmas plates strāvas lielumam mēģiniet palielināt strāvas līnijas platumu, lai samazinātu cilpas pretestību. Vienlaikus izveidojiet elektropārvades līnijas un zemes līnijas virzienu saskaņā ar datu pārraides virzienu, kas palīdz uzlabot prettrokšņu spēju.
2. Zemējuma vadu dizains
Atdaliet digitālo zemējumu no analogās zemes. Ja shēmas platē ir gan loģiskās, gan lineārās shēmas, tās pēc iespējas jāatdala. Zemfrekvences ķēdes zemējums pēc iespējas jāiezemē paralēli vienā punktā. Ja faktiskā elektroinstalācija ir sarežģīta, to var daļēji savienot virknē un pēc tam iezemēt paralēli. Augstfrekvences ķēdei jābūt iezemētai vairākos virknes punktos, zemējuma vadam jābūt īsam un resnam, un ap augstfrekvences komponentu jāizmanto režģim līdzīga liela laukuma zemējuma folija.
Zemējuma vadam jābūt pēc iespējas biezākam. Ja zemējuma vadam tiek izmantota ļoti tieva līnija, zemējuma potenciāls mainās līdz ar strāvu, kas samazina trokšņa pretestību. Tāpēc zemējuma vadu vajadzētu sabiezēt tā, lai tas varētu izlaist trīs reizes lielāku strāvu par pieļaujamo iespiedplatē. Ja iespējams, zemējuma vadam jābūt virs 2 ~ 3 mm.
Zemējuma vads veido slēgtu cilpu. Iespiestajām platēm, kas sastāv tikai no digitālajām shēmām, lielākā daļa to zemējuma ķēžu ir sakārtotas cilpās, lai uzlabotu trokšņu izturību.
3. Atsaistes kondensatora konfigurācija
Viena no parastajām PCB projektēšanas metodēm ir konfigurēt atbilstošus atdalīšanas kondensatorus katrā iespiedplates galvenajā daļā.
Atdalīšanas kondensatoru vispārīgie konfigurācijas principi ir:
① Pievienojiet 10 ~ 100 uf elektrolītisko kondensatoru pāri strāvas ieejai. Ja iespējams, labāk ir izveidot savienojumu ar 100 uF vai vairāk.
② Principā katrai integrālās shēmas mikroshēmai jābūt aprīkotai ar 0,01 pF keramisko kondensatoru. Ja iespiedplates atstarpe nav pietiekama, var ierīkot 1-10pF kondensatoru katrām 4-8 mikroshēmām.
③ Ierīcēm ar vāju prettrokšņu spēju un lielām jaudas izmaiņām, kad tās ir izslēgtas, piemēram, RAM un ROM atmiņas ierīcēm, atdalīšanas kondensatoram jābūt tieši savienotam starp strāvas līniju un mikroshēmas zemes līniju.
④ Kondensatora vads nedrīkst būt pārāk garš, jo īpaši augstfrekvences apvada kondensatoram nedrīkst būt vads.
4. Metodes elektromagnētisko traucējumu novēršanai PCB projektēšanā
①Cilpu samazināšana: katra cilpa ir līdzvērtīga antenai, tāpēc mums ir jāsamazina cilpu skaits, cilpas laukums un cilpas antenas efekts. Pārliecinieties, ka signālam ir tikai viens cilpas ceļš jebkuros divos punktos, izvairieties no mākslīgām cilpām un mēģiniet izmantot jaudas slāni.
② Filtrēšana: filtrēšanu var izmantot, lai samazinātu EMI gan strāvas līnijā, gan signāla līnijā. Ir trīs metodes: kondensatoru atvienošana, EMI filtri un magnētiskie komponenti.
③ Vairogs.
④ Mēģiniet samazināt augstfrekvences ierīču ātrumu.
⑤ PCB plates dielektriskās konstantes palielināšana var novērst augstfrekvences daļu, piemēram, pārvades līnijas, kas atrodas tuvu platei, izstarošanos uz āru; PCB plātnes biezuma palielināšana un mikrosloksnes līnijas biezuma samazināšana var novērst elektromagnētiskā vada pārplūdi un arī novērst starojumu.