Leiterplattentechnisch - Praktische EMI Rauschkontrolltechnologie für Leiterplatten

Die Leiterplatte hat oft erhebliche Probleme zu Beginn des Entwurfs, insbesondere im Substrat, Layout, Verkabelung...

Alle anderen Teile brauchen Aufmerksamkeit, und dieser Artikel wird diese Aspekte diskutieren.

Lärmschutzmaßnahmen auf Leiterplatten

Fast alle Schaltungen verwenden Leiterplatten, was bedeutet, dass die Rauschreaktion von Leiterplatten zum Kern von Rauschbekämpfungsmaßnahmen geworden ist.

Die Schaltungen in der Leiterplatte können in drei Kategorien unterteilt werden:

*Strom-/Erdkreis

*Hauptsignalschaltung

*Die Hauptsignalschaltung der Schnittstellenschaltung ist ein Teil der tatsächlichen Schaltungsaktion. Die Hauptsignalschaltung hat den Typ und Zweck der Schaltung und kann auch in mehrere Einheiten unterteilt werden.

Die Schnittstellenschaltung ist eine Schaltung, die den Austausch (Schnittstelle) zwischen der Leiterplatte und dem externen Signal durchführt. Die Schnittstellenschaltung befindet sich in der Position von Rauschbekämpfungsmaßnahmen. Es hat zwei Funktionen, um zu verhindern, dass das Rauschen der Leiterplatte in die Platine eindringt und das interne Rauschen, das die Platine beeinflusst, nach außen zu strahlen. Die Hauptfunktion der Energie-/Erdungs- (Erdungs-) Schaltung besteht darin, Energie für den Signalkreis und die Schnittstellenschaltung bereitzustellen, und der Erdungskabel hat die Funktion der Rückleitung des unsymmetrischen Schaltkreises.

Ursprünglich müssen die Stromversorgung und die Erde ein stabiles Potenzial beibehalten, aber in Wirklichkeit haben sowohl die Stromversorgung als auch die Erde eine gemeinsame Impedanz (Impedanz), so dass es ein sehr schwieriger Teil von Lärmbekämpfungsmaßnahmen ist.

Aus Sicht der Lärmbekämpfungsmaßnahmen, das Layout der PCB-Substrat muss nach Art und Zweck der Schaltung klassifiziert werden, so that the noise countermeasure configuration (layout) can be arranged on the printed circuit board.

Grundsätzlich sind die Schaltung mit hoher Rauschgefahr und die Schaltung mit geringer Rauschfestigkeit am besten auf separaten Leiterplatten konfiguriert, aber in der Tat, basierend auf Kosten und Schaltungsgröße, ist es ziemlich üblich, dass die beiden Schaltungen gemischt werden. Wie oben erwähnt, müssen der Rauschgefahrkreis und der Rauschschutzkreis möglichst getrennt konfiguriert werden. Insbesondere weist die Signalleitung ein großes Rauschen auf, um eine lange Wickelverdrahtung zu vermeiden. Die hohe Gefahr der Verkabelung besteht darin, möglichst geräuscharme Schaltkreise zu vermeiden. Wenn parallele oder dichte Verkabelung verwendet wird, verursacht Übersprechen größere Risiken.

Die Art und Weise, wie die Verdrahtung aufgewickelt wird, hängt von der Konfiguration der Komponenten ab, und die Konfiguration der Komponenten wird zu einem wichtigen Thema für die Realisierung des oben genannten Verdrahtungsprinzips.

Wenn das Motherboard Datentransaktionen zwischen Substraten durchführt, steht normalerweise Busverkehr zur Verfügung. Die digitale Schaltung durchläuft die Schnittstellenschaltung am Ende des Motherboards. Neben der Schnittstelle (Schnittstelle) mit anderen Substraten kann die digitale Schnittstelle auch andere Schnittstellenoperationen mit der Außenwelt durchführen.

Die analoge Schaltung kann mit externen analogen Signalen ausgetauscht werden. Die analoge Schaltungseinheit verfügt über einen A/D-Wandler, um Störungen von der analogen Schaltung zur digitalen Schnittstelle zu vermeiden. Daher muss die Installation des A/D-Wandlers weit von der digitalen Schnittstelle entfernt sein. Die Stromversorgung der analogen Schaltung muss vollständig von der Stromversorgung der digitalen Schaltung getrennt sein, aber wenn die Stromversorgungsspannung der analogen Schaltung mit der Stromversorgungsspannung der digitalen Schaltung übereinstimmt, ist das Rauschen der analogen Schaltung außer der Schaltung sehr niedrig, und die analoge Schaltung kann einen Teil der digitalen Schaltung zur Stromversorgung verwenden. In diesem Fall muss das Filtergerät

Eliminieren Sie das Rauschen digitaler Schaltungen.

Was die Erde betrifft, werden die digitalen und analogen Einheiten zu einem Punkt verbunden, und dann wird das Muster (Muster) der digitalen und analogen Verbindungen verwendet, um unregelmäßig zu entwerfen, so dass es mehrere Impedanzen hat, und dann können die digitalen und analogen Einheiten durch Verwendung dieser Impedanz getrennt werden.

Der Verdrahtungsbypass-Kondensator (Bypass-Kondensator) der Leiterplatte wird normalerweise am Eingang der Platine installiert.

Um diese Zwecke zu verstärken, setzen einige Schaltkreise auch Induktoren und Bypass-Kondensatoren ein, die zur Bildung von LC-Filtern verwendet werden (Abbildung 3). Sobald der Induktor mit DC überlappt, wird der Induktivitätswert aufgrund des Einflusses der DC-Komponente stark reduziert. Darüber hinaus erzeugt die Induktivität der Stromversorgung einen großen Gleichstrom, so dass es notwendig ist, eine geeignete Induktivität zu wählen. Im Allgemeinen wird der Eingang des Stromversorgungssubstrats auf dem Induktor eingestellt, und die meisten der in Abb. 4 gezeigten toroidalen Induktoren werden verwendet. Der Bypass-Kondensator verwendet eine zweistufige Struktur, und damit der Bypass-Kondensator einen weiten Frequenzbereich unterstützen kann, müssen ein Kondensator, der niedrige Frequenzen unterstützen kann, und ein Kondensator, der hohe Frequenzen unterstützen kann, separat verwendet werden.

Der Kondensator, der am Eingang des Substrats vorgesehen ist, ist niederfrequent, und obwohl seine Kapazität vom Wert des Stromes abhängt, der innerhalb des Substrats fließt, wird im Allgemeinen ein Aluminiumkondensator von etwa mehreren Dutzend μF verwendet. Stellen Sie Hochfrequenz-Bypass-Kondensatoren in der Nähe des IC ein, hauptsächlich mit mehreren 0.01μF Keramikkondensatoren. Idealerweise ist es am besten, einen Bypass-Kondensator in der Nähe jedes IC einzusetzen, und ein kleiner Strom-IC kann auf 2 bis 3 zueinander eingestellt werden.

Der zweite Bypass-Kondensator ist ebenfalls in der Nähe des IC eingestellt. Wenn er zu weit vom IC entfernt ist, kann die Wirkung des Bypass-Kondensators aufgrund des Einflusses der Induktivität in der Abbildung geschwächt werden.

Betamodus füllen ist sehr effektiv. Die Leistung und Masse (Masse) des mehrschichtigen Substrats sind meist mit Beta-Mustern ausgelegt. Der Hauptgrund ist, dass die Impedanz des Beta-Musters niedriger ist als die des linearen Musters. Das Beta-Muster hat auch die Funktion der Abschirmung (Abschirmung) der Signalleitung. Das bedeutet, dass das mehrschichtige Substrat zur Lärmbekämpfung eingesetzt wird. sehr effektiv.

Die erste Aufgabe bei der Auslegung der Signalleitung besteht darin, die Länge der Signalleitung zu verkürzen, so dass die Konfigurationsfähigkeiten der vorverdrahteten Komponenten einen entscheidenden Einfluss haben. Der größte Teil der Verdrahtung im Substrat ist unausgewogen. Zu diesem Zeitpunkt muss die Schaltung Signalwiedereintrittsleitungen berücksichtigen, einschließlich Signalleitungen (d. h. Erdungsleitungen). Die Schaltung, die aus der Signalleitung und der Erdungsleitung besteht, muss vermeiden, eine großflächige Schleife (Schleife) zu werden.

Darüber hinaus ist es aufgrund von Überlegungen wie Übersprechen notwendig, die Gestaltung rauscharmer Signalleitungen und hochempfindlicher Signalleitungen nebeneinander und paralleler Konfiguration zu vermeiden. Wenn die Erdungsleitung zwischen den beiden Signalen unvermeidbar ist, kann die Erdungsleitung nicht vermieden werden.

Die Rauschhemmungsfähigkeit des hochohmigen Teils ist nicht so gut wie die niederohmige, so dass die Verdrahtung auf der Höhe des Widerstands so ausgelegt sein muss, dass der kürzeste Abstand verwendet wird, andernfalls sollte die Verdrahtungslänge des niederohmigen Teils so sein, dass ein Puffer (Puffer) bei Bedarf eingefügt werden kann. Wenn eine hochohmige Komponente zwischen Treiber und Empfänger eingesetzt wird, wird die Verkabelung zwischen der hochohmigen Komponente und dem Empfänger hochohmig. Zu diesem Zeitpunkt müssen die Verdrahtungslänge und die Verdrahtungslänge der hochohmigen Komponente reduziert werden. Kabellänge. Teil mit niedriger Impedanz.

In der Vergangenheit war es unwahrscheinlich, dass das Substrat Verbindungsprobleme hatte, hauptsächlich weil innerhalb der allgemeinen Größe des Substrats die Frequenz der Verbindung meist höher war als die Frequenz des Signals (das Muster war 20cm lang und die Frequenz war etwa 250MHz). Darüber hinaus hängt die Wahl des IC von der Frequenz des Signals ab. Die niedrige Betriebsfrequenz des IC darf die eigene Signalfrequenz nicht überschreiten. Mit anderen Worten, der IC selbst hat einen Filtereffekt, selbst wenn es eine Hochfrequenzanbindung gibt, wird er keine Probleme verursachen.

In den letzten Jahren wurde die Frequenz des Signals jedoch kontinuierlich aktualisiert, und das interne Signal des Substrats ist sehr nah an der Frequenz der Verbindung, was immer ernstere Verbindungsprobleme verursacht. Hochfrequentes Rauschen (Rauschen) breitet sich nicht nur in der Signalleitung aus, sondern strahlt auch durch die Signalleitung aus, so dass Sie nur einen Filter am Empfangsende installieren müssen, und der Effekt der Filterung der Verbindung ist sehr begrenzt. Die grundlegende Gegenmaßnahme besteht darin, die Verbindung vollständig zu beseitigen.

Wenn die Signalfrequenz hoch ist, kann die verzögernde Methode des Stehens des Signals das Signal selbst leicht stumpf machen. Eine andere Methode besteht darin, das Empfangsende korrekt zu machen, um die Verbindung abzubrechen, aber der Strom am Empfangsende fließt immer noch und es verbraucht Strom, basierend auf Energieeinsparungen und anderen Erwägungen. Nehmen Sie die Methode des Driver-End-Terminals. Wird am Empfangsende ein Filter eingesetzt, kann die Verbindung am Empfangsende unterbrochen werden, die Verbindung mit dem Online-Signal kann jedoch nicht unterbrochen werden.

Leiterplattenfabriken sollte die praktische EMI-Rauschkontrolltechnologie der Leiterplatte beherrschen