Leiterplattentechnisch - Anti-Interferenz-Design der Leiterplattenschaltung

PCBSchaltungsschutz im Design des elektronischen Systems, um Umwege zu vermeiden und Zeit zu sparen, Wir sollten die Anti-Interferenz-Anforderungen vollständig berücksichtigen und erfüllen, und Vermeidung von Interferenzschutzmaßnahmen nach Abschluss des Entwurfs. Es gibt drei grundlegende Elemente der Interferenz:

(1) Interferenzquelle bezieht sich auf das Element, die Ausrüstung oder das Signal, das Interferenzen erzeugt. Es wird in mathematischer Sprache wie folgt beschrieben: Du GdDT, bei dem di-cmdt groß ist, ist es die Interferenzquelle. Zum Beispiel können Blitz, Relais, Thyristor, Motor und Hochfrequenz-Takt zu Störquellen werden.

(2) Ausbreitungspfad bezieht sich auf den Pfad oder das Medium, durch das sich die Störung von der Störquelle auf das empfindliche Gerät ausbreitet. Typische Störausbreitungswege sind Leitung durch Drähte und Strahlung im Raum.

(3) Ein empfindliches Gerät ist ein Gerät, das leicht gestört wird. Wie: A-D, D-A-Wandler, Einzelchip-Mikrocomputer, digitaler IC, schwacher Signalverstärker, etc.

Das Grundprinzip des Anti-Interferenz-Designs besteht darin, die Interferenzquelle zu unterdrücken, den Interferenzausbreitungsweg abzuschneiden und die Interferenzfestigkeit empfindlicher Geräte zu verbessern. (ähnlich der Prävention von Infektionskrankheiten)

1 Unterdrückung von Störquellen

Das Unterdrücken der Störquelle soll das Du�dt und di�dt der Störquelle so weit wie möglich reduzieren. Dies ist die höchste Priorität und das wichtigste Prinzip im Störschutzdesign, das oft mit halbem Aufwand doppelt das Ergebnis erzielt. Die Reduktion der Störquelle wird hauptsächlich durch parallele Kondensatoren an beiden Enden der Störquelle realisiert. Die Verringerung der Störquelle wird realisiert, indem Induktivität oder Widerstand in Reihe geschaltet und Freilaufdiode in Störquellenschaltung hinzugefügt wird.

Gemeinsame Maßnahmen zur Unterdrückung von Störquellen sind wie folgt:

(1) Eine Freilaufdiode wird der Relaisspule hinzugefügt, um die rückseitige EMF-Störung zu beseitigen, die beim Trennen der Spule erzeugt wird. Nur das Hinzufügen einer Freilaufdiode verzögert die Trennzeit des Relais. Nach dem Hinzufügen der Zenerdiode kann das Relais mehr Male in Einheitszeit wirken.

(2) Schließen Sie Funkenunterdrückungskreislauf an (im Allgemeinen RC-Reihenschaltung, Widerstand ist im Allgemeinen mehrere K zu Dutzenden K, Kapazität ist 0.01uF) an beiden Enden des Relaiskontakts parallel an, um den Einfluss des elektrischen Funken zu reduzieren.

(3) Fügen Sie Filterschaltung zum Motor hinzu und achten Sie auf die Leitung der Kapazität und Induktivität so kurz wie möglich.

(4) Jeder IC auf der Leiterplatte muss mit einem 0.01 parallel μ F～0.1 μ F Hochfrequenzkondensator verbunden werden, um den Einfluss des IC auf die Stromversorgung zu verringern. Achten Sie auf die Verdrahtung des Hochfrequenzkondensators. Die Verkabelung sollte nahe am Stromende und so dick und kurz wie möglich sein. Andernfalls erhöht es den äquivalenten Reihenwiderstand des Kondensators und beeinflusst den Filtereffekt.

(5) Vermeiden Sie unterbrochene 90-Grad-Leitungen während der Verdrahtung, um die hochfrequente Geräuschemission zu reduzieren.

(6) Beide Enden des Thyristors sind parallel mit RC-Unterdrückungskreislauf verbunden, um das vom Thyristor erzeugte Rauschen zu reduzieren (wenn das Rauschen ernst ist, kann der Thyristor abgebrochen werden).

Entsprechend dem Ausbreitungsweg der Störung kann es in Leitungsstörungen und Strahlungsstörungen unterteilt werden.

Die sogenannte leitungsgeleitete Störung bezieht sich auf die Störung, die über Drähte an empfindliche Geräte übertragen wird. Das Frequenzband des hochfrequenten Störrauschens unterscheidet sich von dem des nützlichen Signals. Die Ausbreitung von hochfrequenten Störgeräuschen kann durch Hinzufügen eines Filters auf dem Leiter unterbrochen werden, und manchmal kann ein Isolationsoptokoppler hinzugefügt werden. Stromversorgungsgeräusche sind am schädlichsten, daher sollte der Behandlung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Die sogenannte Strahlungsstörung bezieht sich auf die Störungen, die durch Weltraumstrahlung auf empfindliche Geräte übertragen werden. Die allgemeine Lösung besteht darin, den Abstand zwischen der Störquelle und dem empfindlichen Gerät zu erhöhen, sie mit Erdungskabel zu isolieren und eine Maske auf dem empfindlichen Gerät hinzuzufügen.

Die gemeinsamen Maßnahmen zum Abschneiden des Störausbreitungsweges sind wie folgt:

(1) Berücksichtigen Sie den Einfluss der Stromversorgung auf MCU vollständig. Wenn die Stromversorgung gut gemacht ist, ist mehr als die Hälfte der Interferenzsicherung der gesamten Schaltung gelöst. Viele Single-Chip-Computer sind sehr empfindlich gegenüber Stromversorgungsgeräuschen. Filterschaltung oder Spannungsregler sollten der Einzelchip-Mikrocomputer-Stromversorgung hinzugefügt werden, um die Störung des Stromversorgungsgeräusches auf Einzelchip-Mikrocomputer zu reduzieren. Beispielsweise kann eine π förmige Filterschaltung aus magnetischen Perlen und Kondensatoren bestehen. Wenn die Bedingungen nicht hoch sind, kann natürlich auch ein 100 Ω Widerstand verwendet werden, um die Magnetkugeln zu ersetzen.

(2) Wird der I.O-Anschluss des Einzelchip-Mikrocomputers zur Steuerung von Rauschvorrichtungen wie Motor verwendet, so muss zwischen dem I.O-Anschluss und der Rauschquelle eine Trennung hinzugefügt werden (π geformter Filterkreis ist hinzuzufügen). Bei Lärmschutzeinrichtungen wie Motor ist eine Trennung zwischen I.O-Anschluss und Geräuschquelle hinzuzufügen (π geformter Filterkreis ist hinzuzufügen).

(3) Achten Sie auf die Verkabelung des Kristalloszillators. Der Kristalloszillator und der Einzelchip-Mikrocomputer-Pin müssen so nah wie möglich sein, der Uhrenbereich muss mit Massedraht isoliert werden, und die Kristalloszillatorschale muss geerdet und befestigt sein. Diese Maßnahme kann viele schwierige Probleme lösen.

(4) Die Leiterplatte muss angemessen unterteilt werden, wie starke und schwache Signale, digitale und analoge Signale. Halten Sie die Störquelle (z. B. Motor, Relais) so weit wie möglich von dem empfindlichen Element (z. B. Einzelchip-Mikrocomputer) fern.

(5) Verwenden Sie Erdungskabel, um den digitalen Bereich vom analogen Bereich zu isolieren, trennen Sie die digitale Masse von der analogen Masse und schließen Sie schließlich an einem Punkt an die Stromerde an. Auch die Verdrahtung eines LED-D- und D-A-Chips basiert auf diesem Prinzip. Der Hersteller hat diese Anforderung bei der Zuordnung der Pin-Anordnung eines D- und D-A-Chips berücksichtigt.

(6) Der Erdungskabel des Einzelchip-Mikrocomputers und der Hochleistungsgeräte sollte separat geerdet werden, um gegenseitige Interferenzen zu reduzieren. Hochleistungsgeräte sind so weit wie möglich am Rand der Leiterplatte zu platzieren.

(7) Die Anti-Interferenz-Leistung der Schaltung kann erheblich verbessert werden, indem Antiinterferenzkomponenten wie magnetische Perlen, magnetische Ringe, Leistungsfilter und Schirmabdeckung an Schlüsselstellen wie MCU-I-Eingang-O-Port, Stromleitung und Leiterplattenverbindungsleitung verwendet werden.

3 verbessern die Anti-Interferenz-Leistung von empfindlichen Geräten

Die Verbesserung der Interferenzschutzleistung empfindlicher Geräte bezieht sich auf die Methode, die Aufnahme von Störgeräuschen zu minimieren und sich so schnell wie möglich von einem anormalen Zustand zu erholen.

Gemeinsame Maßnahmen zur Verbesserung der Interferenzschutzleistung empfindlicher Geräte sind wie folgt:

(1) Während der Verdrahtung muss der Bereich der Schleife so weit wie möglich reduziert werden, um induziertes Rauschen zu reduzieren.

(2) Bei der Verdrahtung müssen die Stromleitung und der Erdungskabel so dick wie möglich sein. Neben der Verringerung des Spannungsabfalls ist es wichtiger, das Kupplungsgeräusch zu reduzieren.

(3) Für den idle I.O-Anschluss des Einzelchip-Mikrocomputers, hängen Sie nicht in der Luft, sondern Boden oder Stromversorgung. Die Idle-Klemmen anderer ICs werden geerdet oder an die Stromversorgung angeschlossen, ohne die Systemlogik zu ändern.

(4) Verwenden Sie Leistungsüberwachung und Watchdog-Schaltung für Einzelchip-Mikrocomputer, wie imp809, imp706 und imp813