Anti-interferens er et veldig viktig ledd i moderne kretsdesign, som direkte gjenspeiler ytelsen og påliteligheten til hele systemet. For PCB-ingeniører er anti-interferensdesign det sentrale og vanskelige punktet som alle må mestre.
Tilstedeværelsen av interferens i PCB-kortet
I faktisk forskning er det funnet at det er fire hovedinterferenser i PCB-design: strømforsyningsstøy, transmisjonslinjeforstyrrelser, kobling og elektromagnetisk interferens (EMI).
1. Strømforsyningsstøy
I høyfrekvente kretser har støyen fra strømforsyningen en spesielt tydelig innflytelse på høyfrekvente signaler. Derfor er det første kravet til strømforsyningen lav støy. Her er en ren grunn like viktig som en ren kraftkilde.
2. Overføringslinje
Det er bare to typer overføringslinjer mulig i et PCB: stripelinje og mikrobølgelinje. Det største problemet med overføringslinjer er refleksjon. Refleksjon vil forårsake mange problemer. For eksempel vil belastningssignalet være superposisjonen av det opprinnelige signalet og ekkosignalet, noe som vil øke vanskeligheten med signalanalyse; refleksjon vil gi returtap (returtap), som vil påvirke signalet. Påvirkningen er like alvorlig som den forårsaket av additiv støyinterferens.
3. Kobling
Interferenssignalet generert av interferenskilden forårsaker elektromagnetisk interferens til det elektroniske kontrollsystemet gjennom en bestemt koblingskanal. Koblingsmetoden for interferens er ikke annet enn å virke på det elektroniske kontrollsystemet gjennom ledninger, mellomrom, felleslinjer osv. Analysen inkluderer i hovedsak følgende typer: direkte kobling, felles impedanskobling, kapasitiv kobling, elektromagnetisk induksjonskobling, strålingskobling, osv.
4. Elektromagnetisk interferens (EMI)
Elektromagnetisk interferens EMI har to typer: ledet interferens og utstrålt interferens. Ledet interferens refererer til kobling (interferens) av signaler på ett elektrisk nettverk til et annet elektrisk nettverk gjennom et ledende medium. Utstrålt interferens refererer til interferenskilden som kobler (interferens) sitt signal til et annet elektrisk nettverk gjennom rommet. I høyhastighets PCB og systemdesign kan høyfrekvente signallinjer, integrerte kretsstifter, ulike kontakter osv. bli strålingsinterferenskilder med antennekarakteristikk, som kan sende ut elektromagnetiske bølger og påvirke andre systemer eller andre delsystemer i systemet. normalt arbeid.
PCB og krets anti-interferenstiltak
Anti-jamming-designen til det trykte kretskortet er nært knyttet til den spesifikke kretsen. Deretter vil vi bare gi noen forklaringer på flere vanlige tiltak for PCB anti-jamming design.
1. Design av strømledning
I henhold til størrelsen på kretskortets strøm, prøv å øke bredden på kraftledningen for å redusere sløyfemotstanden. Gjør samtidig retningen til kraftledningen og jordlinjen i samsvar med retningen for dataoverføring, noe som bidrar til å forbedre antistøyevnen.
2. Jordledningsdesign
Skille digital jord fra analog jord. Hvis det er både logiske kretser og lineære kretser på kretskortet, bør de skilles så mye som mulig. Jorden til lavfrekvenskretsen bør jordes parallelt på ett enkelt punkt så mye som mulig. Når selve ledningen er vanskelig, kan den delvis seriekobles og deretter jordes parallelt. Høyfrekvenskretsen skal jordes på flere punkter i serie, jordledningen skal være kort og tykk, og den rutenettlignende jordfolien med stort område skal brukes rundt høyfrekvente komponenten.
Jordledningen skal være så tykk som mulig. Hvis det brukes en veldig tynn linje for jordingsledningen, endres jordingspotensialet med strømmen, noe som reduserer støymotstanden. Derfor bør jordledningen tykkes slik at den kan passere tre ganger den tillatte strømmen på kortet. Hvis mulig, bør jordledningen være over 2~3 mm.
Jordledningen danner en lukket sløyfe. For trykte kort som kun består av digitale kretser, er de fleste av jordingskretsene deres ordnet i løkker for å forbedre støymotstanden.
3. Konfigurasjon av frakoblingskondensator
En av de konvensjonelle metodene for PCB-design er å konfigurere passende avkoblingskondensatorer på hver nøkkeldel av det trykte kortet.
De generelle konfigurasjonsprinsippene for avkoblingskondensatorer er:
① Koble til en 10 ~ 100uf elektrolytisk kondensator over strøminngangen. Hvis mulig, er det bedre å koble til 100uF eller mer.
②I prinsippet bør hver integrert kretsbrikke være utstyrt med en 0,01pF keramisk kondensator. Hvis gapet til det trykte kortet ikke er nok, kan en 1-10pF kondensator ordnes for hver 4~8 brikker.
③For enheter med svak antistøyevne og store strømendringer når de er slått av, for eksempel RAM- og ROM-lagringsenheter, bør en frakoblingskondensator kobles direkte mellom strømledningen og jordledningen til brikken.
④Kondensatorledningen bør ikke være for lang, spesielt den høyfrekvente bypass-kondensatoren skal ikke ha ledning.
4. Metoder for å eliminere elektromagnetisk interferens i PCB-design
①Reduser sløyfer: Hver sløyfe tilsvarer en antenne, så vi må minimere antall sløyfer, arealet av sløyfen og antenneeffekten til sløyfen. Sørg for at signalet kun har én sløyfebane ved to punkter, unngå kunstige sløyfer, og prøv å bruke kraftlaget.
②Filtrering: Filtrering kan brukes til å redusere EMI både på kraftledningen og på signallinjen. Det er tre metoder: frakobling av kondensatorer, EMI-filtre og magnetiske komponenter.
③ Skjold.
④ Prøv å redusere hastigheten til høyfrekvente enheter.
⑤ Å øke den dielektriske konstanten til PCB-kortet kan forhindre at høyfrekvente deler som overføringslinjen nær kortet stråler utover; å øke tykkelsen på PCB-kortet og minimere tykkelsen på mikrostrip-linjen kan forhindre at den elektromagnetiske ledningen flyter over og også forhindre stråling.