Antiinterferencia je veľmi dôležitým článkom moderného návrhu obvodov, ktorý priamo odráža výkon a spoľahlivosť celého systému. Pre inžinierov PCB je dizajn proti rušeniu kľúčovým a ťažkým bodom, ktorý musí každý zvládnuť.

Prítomnosť rušenia na doske PCB
V skutočnom výskume sa zistilo, že v dizajne PCB existujú štyri hlavné rušenia: šum napájacieho zdroja, rušenie prenosovej linky, väzba a elektromagnetické rušenie (EMI).

1. Hluk napájacieho zdroja
Vo vysokofrekvenčnom obvode má hluk napájacieho zdroja obzvlášť zjavný vplyv na vysokofrekvenčný signál. Prvou požiadavkou na napájanie je preto nízka hlučnosť. Tu je čistá zem rovnako dôležitá ako čistý zdroj energie.

2. Prenosové vedenie
V PCB sú možné len dva typy prenosových vedení: páskové vedenie a mikrovlnné vedenie. Najväčším problémom prenosových vedení je odraz. Odraz spôsobí veľa problémov. Napríklad signál zaťaženia bude superpozíciou pôvodného signálu a signálu ozveny, čo zvýši náročnosť analýzy signálu; odraz spôsobí stratu návratu (return loss), ktorá ovplyvní signál. Vplyv je rovnako závažný ako vplyv aditívneho rušenia hlukom.

3. Spojka
Rušivý signál generovaný zdrojom rušenia spôsobuje elektromagnetické rušenie elektronického riadiaceho systému cez určitý spojovací kanál. Väzbová metóda rušenia nie je nič iné ako pôsobenie na elektronický riadiaci systém prostredníctvom vodičov, medzier, spoločných vedení atď. Analýza zahŕňa najmä tieto typy: priama väzba, spoločná impedančná väzba, kapacitná väzba, elektromagnetická indukčná väzba, radiačná väzba, atď.

4. Elektromagnetické rušenie (EMI)
Elektromagnetické rušenie EMI má dva typy: rušenie vedením a vyžarované rušenie. Vedené rušenie sa týka spojenia (interferencie) signálov v jednej elektrickej sieti s inou elektrickou sieťou prostredníctvom vodivého média. Vyžarované rušenie sa týka spojenia zdroja rušenia (interferencie) jeho signálu s inou elektrickou sieťou cez priestor. Pri návrhu vysokorýchlostných dosiek plošných spojov a systémov sa môžu vysokofrekvenčné signálne vedenia, kolíky integrovaných obvodov, rôzne konektory atď. stať zdrojmi rušenia žiarenia s charakteristikami antény, ktoré môžu vyžarovať elektromagnetické vlny a ovplyvňovať iné systémy alebo iné podsystémy v systéme. normálna práca.

PCB a obvodové opatrenia proti rušeniu
Konštrukcia plošného spoja proti rušeniu úzko súvisí s konkrétnym obvodom. Ďalej uvedieme len niekoľko vysvetlení niekoľkých bežných opatrení dizajnu PCB proti rušeniu.

1. Dizajn napájacieho kábla
Podľa veľkosti prúdu dosky plošných spojov skúste zväčšiť šírku elektrického vedenia, aby ste znížili odpor slučky. Zároveň zosúlaďte smer elektrického vedenia a uzemňovacieho vedenia so smerom prenosu dát, čo pomáha zvýšiť protihlukovú schopnosť.

2. Dizajn uzemňovacieho drôtu
Oddeľte digitálne uzemnenie od analógového. Ak sú na doske s plošnými spojmi logické obvody aj lineárne obvody, mali by byť čo najviac oddelené. Zem nízkofrekvenčného obvodu by mala byť čo najviac uzemnená paralelne v jednom bode. Keď je skutočné zapojenie ťažké, môže byť čiastočne zapojené do série a potom uzemnené paralelne. Vysokofrekvenčný obvod by mal byť uzemnený vo viacerých bodoch v sérii, uzemňovací vodič by mal byť krátky a hrubý a okolo vysokofrekvenčného komponentu by mala byť použitá veľkoplošná uzemňovacia fólia podobná mriežke.

Uzemňovací vodič by mal byť čo najhrubší. Ak sa pre uzemňovací vodič použije veľmi tenké vedenie, potenciál uzemnenia sa mení s prúdom, čo znižuje odolnosť proti hluku. Preto by mal byť uzemňovací vodič zahustený, aby mohol prechádzať trojnásobkom prípustného prúdu na doske s plošnými spojmi. Ak je to možné, uzemňovací vodič by mal byť nad 2 ~ 3 mm.

Uzemňovací vodič tvorí uzavretú slučku. V prípade dosiek plošných spojov zložených iba z digitálnych obvodov je väčšina ich uzemňovacích obvodov usporiadaná v slučkách, aby sa zlepšila odolnosť voči hluku.

3. Konfigurácia odpájacieho kondenzátora
Jednou z konvenčných metód návrhu PCB je konfigurácia vhodných oddeľovacích kondenzátorov na každej kľúčovej časti dosky plošných spojov.

Všeobecné princípy konfigurácie oddeľovacích kondenzátorov sú:

① Pripojte 10 ~ 100 uf elektrolytický kondenzátor cez vstup napájania. Ak je to možné, je lepšie pripojiť sa na 100uF alebo viac.

② V zásade by mal byť každý čip integrovaného obvodu vybavený keramickým kondenzátorom 0,01 pF. Ak medzera dosky s plošnými spojmi nestačí, na každých 4~8 čipov je možné usporiadať kondenzátor 1-10pF.

③Pre zariadenia so slabou schopnosťou tlmiť šum a veľké zmeny výkonu pri vypnutí, ako sú pamäťové zariadenia RAM a ROM, by mal byť oddeľovací kondenzátor pripojený priamo medzi napájacie vedenie a uzemňovacie vedenie čipu.

④Vedenie kondenzátora by nemalo byť príliš dlhé, najmä vysokofrekvenčný bypass kondenzátor by nemal mať vodič.

4. Metódy eliminácie elektromagnetického rušenia v návrhu DPS

①Znížte počet slučiek: Každá slučka je ekvivalentná anténe, takže musíme minimalizovať počet slučiek, oblasť slučky a anténny efekt slučky. Uistite sa, že signál má iba jednu dráhu slučky v akýchkoľvek dvoch bodoch, vyhýbajte sa umelým slučkám a skúste použiť výkonovú vrstvu.

②Filtrovanie: Filtrovanie je možné použiť na zníženie EMI na napájacom vedení aj na signálovom vedení. Existujú tri spôsoby: oddelenie kondenzátorov, EMI filtre a magnetické komponenty.

③ Štít.

④ Pokúste sa znížiť rýchlosť vysokofrekvenčných zariadení.

⑤ Zvýšenie dielektrickej konštanty dosky plošných spojov môže zabrániť vyžarovaniu vysokofrekvenčných častí, ako je napríklad prenosová linka v blízkosti dosky; zvýšenie hrúbky dosky plošných spojov a minimalizácia hrúbky mikropáskového vedenia môže zabrániť pretečeniu elektromagnetického drôtu a tiež zabrániť žiareniu.