การวางแผน PCB เพื่อลดการรบกวนเพียงทำสิ่งเหล่านี้

Anti-Interference เป็นลิงค์ที่สำคัญมากในการออกแบบวงจรที่ทันสมัยซึ่งสะท้อนถึงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบทั้งหมดโดยตรง สำหรับวิศวกร PCB การออกแบบต่อต้านการแทรกแซงเป็นจุดสำคัญและยากที่ทุกคนต้องเชี่ยวชาญ

การปรากฏตัวของการรบกวนในบอร์ด PCB
ในการวิจัยที่เกิดขึ้นจริงพบว่ามีการแทรกแซงหลักสี่ประการในการออกแบบ PCB: เสียงรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟ, สัญญาณรบกวนสายส่ง, การมีเพศสัมพันธ์และสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)

1. เสียงของแหล่งจ่ายไฟ
ในวงจรความถี่สูงเสียงรบกวนของแหล่งจ่ายไฟมีอิทธิพลอย่างชัดเจนต่อสัญญาณความถี่สูง ดังนั้นข้อกำหนดแรกสำหรับแหล่งจ่ายไฟจึงมีเสียงรบกวนต่ำ ที่นี่พื้นดินที่สะอาดมีความสำคัญเท่ากับแหล่งพลังงานที่สะอาด

2. สายส่ง
มีสายส่งเพียงสองประเภทที่เป็นไปได้ใน PCB: สายแถบและไมโครเวฟ ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของสายส่งคือการสะท้อน การสะท้อนจะทำให้เกิดปัญหามากมาย ตัวอย่างเช่นสัญญาณโหลดจะเป็นการซ้อนทับของสัญญาณดั้งเดิมและสัญญาณเสียงสะท้อนซึ่งจะเพิ่มความยากลำบากในการวิเคราะห์สัญญาณ การสะท้อนกลับจะทำให้เกิดการสูญเสียผลตอบแทน (การสูญเสียผลตอบแทน) ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อสัญญาณ ผลกระทบนั้นร้ายแรงเท่ากับที่เกิดจากการรบกวนเสียงรบกวน

3. การมีเพศสัมพันธ์
สัญญาณรบกวนที่เกิดจากแหล่งสัญญาณรบกวนทำให้เกิดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ผ่านช่องทางเชื่อมต่อที่แน่นอน วิธีการมีเพศสัมพันธ์ของการรบกวนนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าการกระทำในระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ผ่านสายไฟช่องว่างสายทั่วไป ฯลฯ การวิเคราะห์ส่วนใหญ่รวมถึงประเภทต่อไปนี้: การมีเพศสัมพันธ์โดยตรงการมีเพศสัมพันธ์แบบอิมพีแดนซ์ทั่วไปการมีเพศสัมพันธ์แบบ capacitive

 

4. สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)
Emi การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้ามีสองประเภท: การรบกวนที่ดำเนินการและการรบกวนที่แผ่รังสี การรบกวนที่ดำเนินการหมายถึงการมีเพศสัมพันธ์ (สัญญาณรบกวน) ของสัญญาณในเครือข่ายไฟฟ้าหนึ่งไปยังเครือข่ายไฟฟ้าอื่นผ่านสื่อนำไฟฟ้า สัญญาณรบกวนที่แผ่รังสีหมายถึงการมีเพศสัมพันธ์แหล่งสัญญาณรบกวน (สัญญาณรบกวน) สัญญาณของมันไปยังเครือข่ายไฟฟ้าอื่นผ่านอวกาศ ใน PCB ความเร็วสูงและการออกแบบระบบสายสัญญาณความถี่สูงพินวงจรรวมตัวเชื่อมต่อต่าง ๆ ฯลฯ อาจกลายเป็นแหล่งสัญญาณรบกวนรังสีที่มีลักษณะของเสาอากาศซึ่งสามารถปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและส่งผลกระทบต่อระบบอื่น ๆ หรือระบบย่อยอื่น ๆ ในระบบ งานปกติ

 

มาตรการต่อต้านการแทรกแซง PCB และวงจร
การออกแบบการต่อต้านการติดขัดของแผงวงจรที่พิมพ์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับวงจรเฉพาะ ต่อไปเราจะอธิบายบางอย่างเกี่ยวกับมาตรการทั่วไปหลายประการของการออกแบบการต่อต้านการติดขัดของ PCB

1. การออกแบบสายไฟ
ตามขนาดของกระแสแผงวงจรพิมพ์พยายามเพิ่มความกว้างของสายไฟเพื่อลดความต้านทานต่อลูป ในเวลาเดียวกันให้ทิศทางของสายไฟและเส้นกราวด์สอดคล้องกับทิศทางของการส่งข้อมูลซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการต่อต้านเสียง

2. การออกแบบสายดิน
แยกพื้นดิจิตอลออกจากพื้นดินแบบอะนาล็อก หากมีทั้งวงจรลอจิกและวงจรเชิงเส้นบนแผงวงจรพวกเขาควรแยกออกให้มากที่สุด พื้นดินของวงจรความถี่ต่ำควรมีการต่อสายดินแบบขนานที่จุดเดียวให้มากที่สุด เมื่อการเดินสายที่เกิดขึ้นจริงนั้นยากมันสามารถเชื่อมต่อบางส่วนในซีรีย์แล้วลงดินในแบบคู่ขนาน วงจรความถี่สูงควรมีสายดินที่จุดหลายจุดในอนุกรมลวดภาคพื้นดินควรจะสั้นและหนาและควรใช้ฟอยล์พื้นดินขนาดใหญ่ที่มีลักษณะคล้ายกริด

ลวดภาคพื้นดินควรหนาที่สุดเท่าที่จะทำได้ หากมีการใช้เส้นที่บางมากสำหรับสายดินสายดินการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นกับกระแสไฟฟ้าซึ่งจะช่วยลดความต้านทานเสียงรบกวน ดังนั้นควรมีสายดินที่หนาขึ้นเพื่อให้สามารถผ่านกระแสไฟฟ้าได้สามเท่าบนกระดานที่พิมพ์ออกมา ถ้าเป็นไปได้สายกราวด์ควรสูงกว่า 2 ~ 3mm

ลวดภาคพื้นดินเป็นวงปิด สำหรับบอร์ดที่พิมพ์ออกมาประกอบด้วยวงจรดิจิตอลเท่านั้นวงจรสายดินส่วนใหญ่จะถูกจัดเรียงในลูปเพื่อปรับปรุงความต้านทานเสียงรบกวน

 

3. การกำหนดค่าตัวเก็บประจุ decoupling
หนึ่งในวิธีการทั่วไปของการออกแบบ PCB คือการกำหนดค่าตัวเก็บประจุ decoupling ที่เหมาะสมในแต่ละส่วนสำคัญของบอร์ดที่พิมพ์

หลักการกำหนดค่าทั่วไปของตัวเก็บประจุ decoupling คือ:

①เชื่อมต่อตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 10 ~ 100UF ข้ามอินพุตพลังงาน ถ้าเป็นไปได้จะเป็นการดีกว่าที่จะเชื่อมต่อกับ 100UF หรือมากกว่า

②ในหลักการแต่ละชิปวงจรรวมควรติดตั้งตัวเก็บประจุเซรามิก 0.01pf หากช่องว่างของบอร์ดที่พิมพ์ไม่เพียงพอตัวเก็บประจุ 1-10pf สามารถจัดเรียงได้ทุก ๆ 4 ~ 8 ชิป

③สำหรับอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการต่อต้านเสียงรบกวนที่อ่อนแอและการเปลี่ยนแปลงพลังงานขนาดใหญ่เมื่อปิดเช่นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล RAM และ ROM ตัวเก็บประจุ decoupling ควรเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสายไฟและสายกราวด์ของชิป

④ตะกั่วตัวเก็บประจุไม่ควรยาวเกินไปโดยเฉพาะตัวเก็บประจุบายพาสความถี่สูงไม่ควรมีตะกั่ว

4. วิธีการกำจัดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าในการออกแบบ PCB

①ลดลูป: แต่ละลูปเทียบเท่ากับเสาอากาศดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องลดจำนวนลูปพื้นที่ของลูปและผลกระทบของเสาอากาศของลูป ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณมีเส้นทางวนรอบเดียวที่จุดสองจุดใด ๆ หลีกเลี่ยงลูปเทียมและพยายามใช้เลเยอร์พลังงาน

②การกรอง: การกรองสามารถใช้เพื่อลด EMI ทั้งในสายไฟและบนสายสัญญาณ มีสามวิธี: ตัวเก็บประจุ decoupling, ตัวกรอง EMI และส่วนประกอบแม่เหล็ก

 

③shield

④พยายามลดความเร็วของอุปกรณ์ความถี่สูง

⑤การเพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของบอร์ด PCB สามารถป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนความถี่สูงเช่นสายส่งใกล้กับบอร์ดจากการแผ่ออกไปด้านนอก การเพิ่มความหนาของบอร์ด PCB และลดความหนาของเส้น microstrip สามารถป้องกันไม่ให้ลวดแม่เหล็กไฟฟ้าจากการไหลล้นและป้องกันการแผ่รังสี