Leiterplattentechnisch - Einige Prinzipien im PCB Anti-Jamming Design

Stromleitungsanlage in PCB-Design

1. Aufbau des Netzkabels:

1. Entsprechend der aktuellen Größe, versuchen Sie, die Drahtverdrahtung zu verbreitern.

2. Die Richtung des Netzkabels und des Erdungskabels sollte mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmen.

3. Ein Entkopplungskondensator von 10~100μF sollte an das Leistungseingangsende der Leiterplatte angeschlossen werden.

Zwei Erdungskabel-Anordnung:

1. Die digitale Masse wird von der analogen Masse getrennt.

2.Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein, damit er 3-mal den zulässigen Strom auf der Leiterplatte passieren kann, und im Allgemeinen sollte 2~3mm sein.

3. In der Leiterplattenlayout Design, Der Massedraht sollte so weit wie möglich eine Endlosschleife bilden, um die Potentialdifferenz des Massedrahts zu verringern.

Drei Entkopplungskondensatoren:

1. Schließen Sie einen Elektrolytkondensator 10~100μF über das Leistungseingangsende der Leiterplatte an, wenn er größer als 100μF sein kann, ist es besser.

2. Schließen Sie einen 0.01~0.1μF keramischen Kondensator zwischen Vcc und GND jedes integrierten Chips an. Wenn Platz nicht erlaubt ist, kann ein 1~10μF Tantalkondensator für jeden 4~10 Chip konfiguriert werden.

3. Geräte mit schwacher Rauschfestigkeit und großer Änderung des Abschaltstroms sowie ROM und RAM sollten Kondensatoren indirekt zwischen Vcc und GND entkoppeln.

4. Passen Sie einen 0.01μF Entkopplungskondensator auf dem Reset-Terminal "RESET" des Mikrocontrollers an.

5. Die Leitungen von Entkopplungskondensatoren sollten nicht zu lang sein, insbesondere Hochfrequenz-Bypass-Kondensatoren.

Vier Gerätekonfigurationen:

1. Die Takteingangsanschlüsse des Taktgenerators, des Kristalloszillators und der CPU sollten so nah wie möglich und weit weg von anderen niederfrequenten Geräten sein.

2. Halten Sie kleine Stromkreise und Hochstromkreise so weit wie möglich von Logikschaltungen fern.

3. Die Position und Richtung der Leiterplatte im Chassis sollte sicherstellen, dass sich das Gerät mit einer großen Menge Hitze auf der Oberseite befindet.

Fünf Stromleitungen, Wechselstrom- und Signalleitungen werden getrennt geführt

Die Stromleitung und Wechselstromleitung sollten so weit wie möglich auf einer anderen Platine als die Signalleitung platziert werden, andernfalls sollten sie getrennt von der Signalleitung geführt werden.

Sechs weitere Grundsätze:

1. Fügen Sie einen Pull-up Widerstand von ca. 10K zum Bus hinzu, der zur Anti-Interferenz förderlich ist.

2. Bei der Verdrahtung sollten die Adressleitungen so lang wie möglich und so kurz wie möglich sein.

3. Die Leitungen auf beiden Seiten der Leiterplatte sollten so weit wie möglich vertikal angeordnet sein, um gegenseitige Interferenzen zu verhindern.

4. Die Größe des Entkopplungskondensators ist im Allgemeinen C=1/F, und F ist die Datenübertragungsfrequenz.

5. Unbenutzte Pins werden mit Vcc über einen Pull-up Widerstand (ca. 10K) verbunden oder parallel mit den verwendeten Pins verbunden.

6. Wärmeerzeugende Komponenten (wie Hochleistungswiderstände usw.) sollten Komponenten vermeiden, die leicht durch Temperatur beeinflusst werden (wie Elektrolytkondensatoren usw.).

7. Die Verwendung der vollständigen Decodierung hat eine stärkere Anti-Jamming-Leistung als Liniendecodierung.

Um die Störung von Hochleistungsgeräten auf der digitalen Elementschaltung des Mikrocontrollers und die Störung der digitalen Schaltung auf der analogen Schaltung zu steuern, sollten die digitale Masse und die analoge Masse mit einem Hochfrequenz-Drosselring mit dem gemeinsamen Massepunkt verbunden werden. Dies ist ein zylindrisches Ferritmagnetikmaterial mit mehreren Löchern in axialer Richtung. Ein dickerer Kupferdraht wird durch die Löcher geführt und um ein oder zwei Umdrehungen gewickelt. Diese Art von Gerät kann als Nullimpedanz für niederfrequente Signale angesehen werden., Störung hochfrequenter Signale kann als Induktivität angesehen werden. (Aufgrund des großen Gleichstromwiderstands von Induktoren können Induktoren nicht als Hochfrequenzdrosseln verwendet werden).

Wenn andere Signaldrähte als die Leiterplatte angeschlossen werden, werden in der Regel geschirmte Kabel verwendet. Bei Hochfrequenzsignalen und digitalen Signalen sollten beide Enden des geschirmten Kabels geerdet sein. Bei geschirmten Kabeln für niederfrequente Analogsignale sollte ein Ende geerdet werden.

Schaltungen, die sehr empfindlich auf Rauschen und Störungen reagieren oder Schaltungen, die besonders hochfrequentes Rauschen darstellen, sollten mit einer Metallabdeckung abgeschirmt werden. Der Effekt der ferromagnetischen Abschirmung auf 500KHz Hochfrequenzrauschen ist nicht offensichtlich, und die Abschirmwirkung von dünnem Kupfer ist besser. Wenn Sie Schrauben verwenden, um den Schirm zu befestigen, achten Sie auf die Korrosion, die durch den potenziellen Unterschied verursacht wird, der durch den Kontakt verschiedener Materialien verursacht wird

Sieben Entkopplungskondensatoren

Der Entkopplungskondensator zwischen der Stromversorgung des integrierten Schaltkreises und der Erde hat zwei Funktionen: Auf der einen Seite ist er der Energiespeicherkondensator des integrierten Schaltkreises, und auf der anderen Seite umgangen er das Hochfrequenzgeräuschen des Geräts. Der typische Entkopplungskondensator-Wert in digitalen Schaltungen beträgt 0,1μF. Der typische Wert der verteilten Induktivität dieses Kondensators beträgt 5μH. Der 0.1μF Entkopplungskondensator hat eine verteilte Induktivität von 5μH, und seine parallele Resonanzfrequenz beträgt etwa 7MHz. Das heißt, es hat einen besseren Entkopplungseffekt für Rauschen unter 10MHz und hat wenig Einfluss auf Rauschen über 40MHz.

Kondensatoren von 1μF und 10μF, und die parallele Resonanzfrequenz ist über 20MHz, der Effekt der Entfernung von Hochfrequenzgeräuschen ist besser.

Jede 10-teilige integrierte Schaltung muss einen Lade- und Entladekondensator oder einen Energiespeicherkondensator hinzufügen, ca. 10μF kann ausgewählt werden. Es ist am besten, keine Elektrolytkondensatoren zu verwenden. Elektrolytkondensatoren werden mit zwei Folienschichten aufgerollt. Diese aufgerollte Struktur verhält sich bei hohen Frequenzen wie eine Induktivität. Verwenden Sie Tantal-Kondensatoren oder Polycarbonat-Kondensatoren.

Die Auswahl der Entkopplungskondensatoren ist nicht entscheidend. Sie können C=1/F drücken, d.h. 0.1μF für 10MHz und 0.01μF für 100MHz.

Beim Löten sollten die Pins des Entkopplungskondensators so kurz wie möglich sein. Lange Pins bewirken, dass der Entkopplungskondensator selbst resoniert. Zum Beispiel ist die selbstresonante Frequenz eines 1000pF Keramikkondensators mit einer Stiftlänge von 6.3mm etwa 35MHz, und wenn die Stiftlänge 12.6mm ist, beträgt sie 32MHz.

Acht Erfahrungen in der Reduzierung von Rauschen und elektromagnetischen Störungen

Interferenzschutzprinzipien von Leiterplatten

1.Eine Reihe von Widerständen kann verwendet werden, um die Sprungrate der oberen und unteren Kanten des Steuerkreises zu reduzieren.

2. Versuchen Sie, das Potenzial um den Taktsignalkreis nahe an 0 zu machen, kreisen Sie den Taktbereich mit dem Erdungskabel um, und der Taktdraht sollte so kurz wie möglich sein.

4. Verlassen Sie nicht die Ausgangsklemme der Gate-Schaltung, die nicht in Gebrauch ist. Die positive Eingangsklemme des ungenutzten Operationsverstärker sollte geerdet werden, und die negative Eingangsklemme sollte mit der Ausgangsklemme verbunden werden.

5. Versuchen Sie, eine 45° Faltlinie anstelle einer 90° Faltlinie zu verwenden, Verdrahtung, um die externe Emission und Kopplung von Hochfrequenzsignalen zu reduzieren.

6. Die Taktleitung senkrecht zur I/O-Leitung hat weniger Interferenz als die Parallele zur I/O-Leitung.

6. Der Stift des Bauteils sollte so kurz wie möglich sein.

8. Führen Sie keine Drähte unter den Quarzkristall oder unter Komponenten, die besonders geräuschempfindlich sind.

9. Bilden Sie keine Stromschleife um den schwachen Signalkreis und den Erdungskabel des niederfrequenten Schaltkreises.

10. Fügen Sie bei Bedarf Ferrit-Hochfrequenz-Drossel zur Schaltung hinzu, um Signal, Rauschen, Leistung und Masse zu trennen.

Die PCB-Fabrik verursacht eine verteilte Kapazität von 2pF~10pF in ihren eigenen Verpackungsmaterialien; ein Stecker auf einer Leiterplatte hat eine verteilte Induktivität von 520μH; Eine Dual-in-Line 24-polige integrierte Schaltungsbuchse führt eine verteilte Induktivität von 4μH~18μH ein.

Das obige ist die Design-Verteilung der Leiterplattenfabrik für die Schaltung.