Leiterplattentechnisch - Kennen Sie PCB Anti-Interferenz Design und Layout

Das Störschutzproblem ist ein sehr wichtiges Glied im modernen Schaltungsdesign, die Leistung und Zuverlässigkeit des gesamten Systems direkt widerspiegelt. Für PCB-Ingenieure, Anti-Interferenz-Design ist der Schlüssel und schwierige Punkt, den jeder beherrschen muss.

Das Vorhandensein von Interferenzen in der Leiterplatte

In der aktuellen Forschung wird festgestellt, dass es vier Hauptinterferenzen beim PCB-Design gibt: Stromversorgungsgeräusche, Übertragungsleitungsinterferenzen, Kopplung und elektromagnetische Interferenzen (EMI).

1. Geräusche der Stromversorgung

In der Hochfrequenzschaltung hat das Rauschen der Stromversorgung einen besonders offensichtlichen Einfluss auf das Hochfrequenzsignal. Daher ist die erste Anforderung, dass die Stromversorgung geräuscharm ist. Hier ist ein sauberer Boden genauso wichtig wie eine saubere Stromquelle.

Werden Sie in der Lage sein, die Leistungsmerkmale der PCB-Antiinterferenz zu entwerfen

2. Übertragungsleitung

Es gibt nur zwei Arten von Übertragungsleitungen in PCB möglich: Streifenleitung und Mikrowellenleitung. Das größte Problem der Übertragungsleitung ist die Reflexion. Reflexion wird viele Probleme verursachen. Zum Beispiel wird das Lastsignal die Überlagerung des Originalsignals und des Echosignals sein, was die Schwierigkeit der Signalanalyse erhöht. Reflexion verursacht Rücklaufverluste (Rücklaufverluste), und ihre Auswirkungen auf das Signal sind so gravierend wie die Auswirkungen additiver Störgeräusche.

3. Kupplung

Das von der Störquelle erzeugte Störsignal verursacht elektromagnetische Störungen des elektronischen Steuersystems durch einen bestimmten Kopplungskanal. Die Kopplungsmethode der Störung ist nichts anderes, als auf das elektronische Steuersystem durch Drähte, Räume, gemeinsame Linien usw. zu wirken. Nach der Analyse gibt es hauptsächlich die folgenden Arten: direkte Kopplung, gemeinsame Impedanzkupplung, kapazitive Kopplung, elektromagnetische Induktionskupplung, Strahlungskupplung usw.

Gemeinsame Impedanzkupplung

4. Elektromagnetische Störungen (EMI)

Elektromagnetische Störung EMI hat zwei Arten: geführte Störung und abgestrahlte Störung. Geleitete Interferenz bezeichnet die Kopplung (Interferenz) von Signalen eines elektrischen Netzes mit einem anderen elektrischen Netzwerk durch ein leitfähiges Medium. Strahlende Störung bezieht sich auf die Störquellenkopplung (Störung) ihres Signals mit einem anderen elektrischen Netzwerk durch den Raum. Im Hochgeschwindigkeits-PCB- und Systemdesign können Hochfrequenz-Signalleitungen, integrierte Schaltungsstifte, verschiedene Steckverbinder usw. zu Strahlungsstörungsquellen mit Antenneneigenschaften werden, die elektromagnetische Wellen aussenden und andere Systeme oder andere Subsysteme im System beeinflussen können. normale Arbeit.

Antiinterferenzmaßnahmen für Leiterplatten und Schaltkreise

Das Anti-Jamming-Design der Leiterplatte ist eng mit der spezifischen Schaltung verbunden. Als nächstes werden wir nur einige Erklärungen zu einigen allgemeinen Maßnahmen des PCB-Antiblockierdesigns machen.

1. Ausführung des Netzkabels

Versuchen Sie entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Gleichzeitig müssen die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmen, was zur Verbesserung der Lärmschutzfähigkeit beiträgt.

2. Ausführung des Erddrahtes

Die Prinzipien der Erdungsdraht-Konstruktion sind:

(1) Die digitale Masse wird von der analogen Masse getrennt. Wenn sich sowohl Logikschaltungen als auch Linearschaltungen auf der Leiterplatte befinden, sollten diese so weit wie möglich voneinander getrennt werden. Die Masse der Niederfrequenzschaltung sollte möglichst parallel an einem einzigen Punkt geerdet werden. Wenn die eigentliche Verkabelung schwierig ist, kann sie teilweise in Reihe geschaltet und dann parallel geerdet werden. Die Hochfrequenzschaltung sollte an mehreren Stellen in Reihe geerdet werden, der Erdungsdraht sollte kurz und geleast sein, und die gitterartige großflächige Erdungsfolie sollte so weit wie möglich um die Hochfrequenzkomponente herum verwendet werden.

(2) Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein. Wenn der Erdungskabel eine sehr enge Leitung verwendet, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was die Geräuschschutzleistung verringert. Daher sollte der Erdungsdraht so verdickt werden, dass er dreimal den zulässigen Strom auf der Leiterplatte durchlaufen kann. Wenn möglich, sollte der Erdungsdraht 2~3mm oder mehr sein.

(3) Der Erdungsdraht bildet eine geschlossene Schleife. Bei Leiterplatten, die nur aus digitalen Schaltungen bestehen, sind die meisten ihrer Erdungskreisläufe in Schleifen angeordnet, um die Rauschfestigkeit zu verbessern.

3. Konfiguration des Entkopplungskondensators

Eine der herkömmlichen Methoden des PCB-Designs besteht darin, geeignete Entkopplungskondensatoren auf jedem Schlüsselteil der Leiterplatte zu konfigurieren.

Die allgemeinen Konfigurationsprinzipien von Entkopplungskondensatoren sind:

(1) Schließen Sie einen 10,100uf Elektrolytkondensator über den Stromeingang an. Wenn möglich, ist es besser, eine Verbindung mit 100uF oder mehr herzustellen.

(2) Grundsätzlich sollte jeder integrierte Schaltungschip mit einem 0.01pF Keramikkondensator ausgestattet werden. Wenn der Abstand der Leiterplatte nicht ausreicht, kann ein 1-10pF Kondensator für jeden 4~8 Chip angeordnet werden.

(3) Für Geräte mit schwacher Rauschfestigkeit und großen Leistungsänderungen beim Herunterfahren, wie RAM- und ROM-Speichergeräte, sollte ein Entkopplungskondensator direkt zwischen der Stromleitung und der Erdungsleitung des Chips angeschlossen werden.

(4) Kondensatorleitungen sollten nicht zu lang sein, besonders für Hochfrequenz-Bypass-Kondensatoren.

4. Methoden zur Beseitigung elektromagnetischer Störungen in PCB-Design

(1) Schleifen reduzieren: Jede Schleife ist äquivalent zu einer Antenne, also müssen wir die Anzahl der Schleifen, die Fläche der Schleife und den Antenneneffekt der Schleife minimieren. Stellen Sie sicher, dass das Signal an zwei Punkten nur einen Schleifenpfad hat, vermeiden Sie künstliche Schleifen und versuchen Sie, die Power-Schicht zu verwenden.

(2) Filtern: Filtern kann verwendet werden, um EMI sowohl auf der Stromversorgungsleitung als auch auf der Signalleitung zu reduzieren. Es gibt drei Methoden: Entkopplung von Kondensatoren, EMI-Filter und magnetische Komponenten.

Filtertyp

(3) Abschirmung.

(4) Versuchen Sie, die Geschwindigkeit von Hochfrequenzgeräten zu reduzieren.

(5) Increasing the dielectric constant of the Leiterplatte kann verhindern, dass hochfrequente Teile wie die Übertragungsleitung in der Nähe der Platine nach außen ausstrahlen; die Dicke der Leiterplatte und die Minimierung der Dicke der Mikrostreifenleitung kann verhindern, dass der elektromagnetische Draht überläuft, und es kann auch Strahlung verhindern.