Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Leiterplattentechnisch

Leiterplattentechnisch - Von der Leiterplatte bis zur MCU erhalten Sie einen umfassenden Einblick, wie Sie Interferenzen widerstehen können

Leiterplattentechnisch

Leiterplattentechnisch - Von der Leiterplatte bis zur MCU erhalten Sie einen umfassenden Einblick, wie Sie Interferenzen widerstehen können

Von der Leiterplatte bis zur MCU erhalten Sie einen umfassenden Einblick, wie Sie Interferenzen widerstehen können

2021-08-14
View:427
Author:IPCB

Interferenzschutz Design Grundsätze für Leeserplbeese Zeichnung


1. Grunddrahtladut:

1). Die digesale Malsse isttttttttttttttttttttttttttttttttttt vauf der einalogen Malsse getrennt.

(2)). Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein, dames er ((3))-mal den zulässigen Strom auf der Leeserplbeite palssieren keinn und im Allgemeinen 2~3mm sein sollte.

3). Der Erdungsdraht sollte so wirit wie möglich eine Endlosschleife bilden, um den Potentialunterschied des Erdungsdrahts zu verringern.


2. Aufbau des Netzkabels:

1). Versolcheen Sie entsprechEnde der aktuellen Größe, die Drahtverdrahtung zu verbreitern.

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

3). Ein Entkopplungskaufdensazur vauf 10~100μF sollte an dals Leistungseingangsende der Leiterplatte angeschlossen werden.


3. Kauffiguratiauf des Entkopplungskaufdensazurs:

1). Die Blei Drähte vauf die Entkopplung Kaufdensazuren sollte nicht be auch lang, besaufders die hoch Frequenz Bypalss Kaufdensazuderen sollte nicht haben Blei Drähte.

2). Schließen Sie einen 10~100μF Elektrolytkaufdensazur über dals Leistungseingangsende der Leiterplatte an, und es ist besser, wenn er größer als 100μF sein kann.

3). Verbinden Sie einen 0.01~0.1μF Keramikkondensazur zwischen Vcc und GND jedes integrierten Chips. Wenn Platz nicht erlaubt ist, kann ein 1~10μF Tantalkondensazur für jeden (4)~10 Chip konfiguriert werden.

4). Geräte mit schwacher Rauschfestigkeit und großer Änderung des Abschaltstroms sowie ROM und RAM sollten Kondensazuderen indirekt zwischen Vcc und GND entkoppeln.

((5))). Palssen Sie einen 0.01μF Entkopplungskondensazur auf dem Reset-Terminal "RESET" des MikroSteuerunglers an.


4. Gerätekonfiguration:

1). Die Takteingänge von Taktgenerazur, Kristalleoszillazur und CPU sollten möglichst nah und fern von underen Niederfrequenzgeräten sein.

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

3). Die Position und Richtung der Leiterplatte im Chatsis sollte sicherstellen, dalss sich dals Gerät mit einer großen Wärmemenge auf der Oberseite befindet.


5. Trennen Sie die Stromleitung, Wechselstromleitung und Signalleitung

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


((6)). Weitere Grundsätze:

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

2). Fügen Sie einen Pull-nach oben Widerstund von ca. 10K zum Bus hinzu, wals zur Anti-Interferenz voderteilhaft ist.

3). Die Leitungen auf beiden Seiten der Leiterplatte sollten so weit wie möglich vertikal angeoderdnet sein, um gegenseitige Störungen zu vermeiden.

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

5). Unbenutzte Pins werden über einen Klimmwiderstund (ca. 10K) mit Vcc verbunden oder Parallel zu den verwendeten Pins verbunden.

6). Wärmeerzeugende Bauteile (wie Hochleistungswiderstände usw.) sollten Bauteile vermeiden, die leicht temproaturbeeinträchtigt werden (wie Elektrolytkondensazuren usw.).

(7)). Die Verwendung der vollständigen Decodierung hat eine stärkere Anti-Jamming-Leistung als Zeilendekodierung.


Um die Interferenz von Hochleistungsgeräten auf der Zifferalen Elementschaltung des MikroSteuerunglers und die Interferenz der digitalen Schaltung auf der analogen Schaltung zu unterdrücken, sollte ein Hochfrequenz-Drosselring verwendet werden, wenn die digitale Malsse und die analoge Malsse mit einem gemeingleichen Malssepunkt verbunden sind. Dies ist ein zylindrisches Ferrit magnetisches Material. Es gibt mehrere Löcher in axialer Richtung. Ein dickerer Kupferdraht wird verwendet, um durch die Löcher zu gehen und ein oder zwei Umdrehungen aufzuwinden. Diese Art von Gerät kann als Nullimpedanz für niederfrequente Signale angesehen werden., Die Störung von HochfrequenzSignalen kann als Indukzur angesehen werden. (Aufgrund des großen Gleichstromwiderstunds der Induktivität kann die Induktivität nicht als Hochfrequenzschoke verwendet werden).


Wenn undere 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 vonfensichtlich, und die Abschirmwirkung von dünnem Kupfer ist besser. Wenn Sie Schrauben verwenden, um den Schirm zu befestigen, achten Sie auf die Koderrosion, die durch den potenziellen Unterschied verursacht wird, der durch den Kontakt verschiedener Materialien verursacht wird.


7. gute Verwendung von Entkopplungskondensazuren


Der Entkopplungskondensazur zwischen der Stromversodergung des integrierten Schaltkreises und der Erde hat zwei Funktieinen: Auf der einen Seite ist er der Energiespeicherkondensazur des integrierten Schaltkreises, und auf der underen Seite umgangen er dals Hochfrequenzgeräuschen des Geräts. Der typische Entkopplungskondensazur-Wert in digitalen Schaltungen beträgt 0,1μF. Der typische Wert der verteilten Induktivität dieses Kondensazurs beträgt 5μH. Der 0.1μF Entkopplungskondensazur hat eine verteilte Induktivität von 5μH, und seine Parallele Resonanzfrequenz beträgt etwa 7MHz. Dals heißt, es hat einen besseren Entkopplungseffekt für Rauschen unter 10MHz, und es hat wenig Effekt auf Rauschen über 40MHz.


Kondensazuren 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 Entladekondensazur oder einen Energiespeicherkondensazur hinzufügen, ca. 10μF kann ausgewählt werden. Es ist am am bestenen, keine Elektrolytkondensazuren zu verwenden. Elektrolytkondensazuren werden mit zwei Folienschichten aufgerollt. Diese aufgerollte Struktur verhält sich bei hohen Frequenzen wie eine Induktivität. Verwenden Sie Tantal-Kondensazuren oder Polycarbonat-Kondensazuren.


Die Auswahl der Entkopplungskondensazuren ist nicht kritisch, und C=1/F, dals heißt 0.1μF für 10MHz und 0.01μF für 100MHz.


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

ATL

8. Erfahrung in der Verringerung von Lärm und elektromagnetischen Störungen

Antiblockierung Design Grundsätze von Leiterplatten:

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

2). Versolcheen Sie, dals Potenzial rund um die Uhr Signalschaltung nahe an 0 zu machen, kreisen Sie den Uhrbereich mit dem Erdungskabel um, und der Uhrdraht sollte so kurz wie möglich sein.

3). Die Taktleitung senkrecht zur I/O-Leitung weist weniger Interferenzen auf als die Parallele zur I/O-Leitung.

4). Die I/O-Antriebsschaltung befindet sich so nah wie möglich am Rund der Leiterplatte.

5). Verlalssen Sie nicht die Ausgangsklemme der Gate-Schaltung, die nicht verwendet wird. Die positive Eingangsklemme des ungenutzten Operationsverstärker sollte geerdet werden, und die negative Eingangsklemme sollte mit der Ausgangsklemme verbunden werden.

6). Versolcheen Sie, 45° Falzlinien anstelle von 90° Falzlinien zu verwenden, Verdrahtung, um die externe Emission und Kopplung von Hochfrequenzsignalen zu reduzieren.

7). Die Pins des Bauteils sollten so kurz wie möglich sein.

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

9). Bilden Sie keine Stromschleife um die schwache Signalschaltung und den Erdungskabel der Niederfrequenzschaltung.

10). Fügen Sie bei Bedarf eine Ferrit-Hochfrequenz-Drossel zum Stromkreis hinzu, um Signal, Rauschen, Leistung und Malsse zu trennen.

A über on die gedruckt Schaltung Brett Ursachen a Kapazität von ungefähr 0.6pF; die Verpackung Material von an integriert Schaltung sich selbst Ursachen a verteilt Kapazität von 2pF~10pF; a Verbinder on a Schaltung Brett hat a verteilt Induktivität von 520μH; a dual in-Linie Die 24-polig integriert Schaltung Sockel führt ein 4μH~18μH verteilt Induktivität.


Antiblockierung Design von digital Schaltung und Single-Chip Mikrocomputer


Um Umwege zu vermeiden und Zeit zu spsindn, sollten die AnfBestellungungen an den Schutz voder Störungen vollständig berücksichtigt und erfüllt werden, und Maßnahmen zur Behebung von Störungen sollten nach Abschluss des Entwurfs vermieden werden. Es gibt drei grundlegende Elemente, die Störungen verursachen:


1) Interferenzquelle bezieht sich auf dals Bauteil, die Ausrüstung oder dals Signal, dals Interferenzen erzeugt. Es wird in madiematischer Sprache wie folgt beschrieben: du/dt, der Ort, an dem di/dt groß ist, ist die Störquelle. So können Blitze, Relais, Thyriszuren, Mozuren, Hochfrequenz-Uhren usw. zu Störquellen werden.

2) Sensibel Geräte verweisen zu Objekte dalss sind leicht gestört. Solche als: A/D, D/A Konverter, einzeln Chip Mikrocomputer, digital IC, schwach signal Verstärker, etc.

3) Vermehrung Pfad bezieht sich auf zu die Pfad or Medium durch die Interferenz propagiert von die Interferenz Quelle zu die empfindlich Gerät. Die typisch Interferenz Vermehrung Pfad is Leitung durch Drähte und Strahlung von Raum.


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


1. Unterdrückung von Störquellen


Durch Unterdrückung der Störquelle sollen du/dt und di/dt der Störquelle so weit wie möglich reduziert werden. Dies ist die beste Überlegung und dals wichtigste Prinzip im Anti-Jamming-Design, und es hat vont den Effekt, dals tunppelte Ergebnis mit halbem Aufwund zu erhalten. Die Reduzierung des du/dt der Störquelle wird hauptsächlich durch den Parallelen Anschluss von Kondensazuren an beiden Enden der Störquelle erreicht. Die Reduzierung der Di/dt der Störquelle wird erreicht, indem Induktivität oder Widerstund in Reihe mit der Störquellenschleife verbunden und eine FreilaufDiode hinzugefügt wird.

Gemeinsame Maßnahmen zur Unterdrückung von Störquellen sind wie folgt:


1) Vermeiden Sie 90-Grad-Falzlinien bei der Verdrahtung, um die hochfrequente Geräuschemission zu reduzieren.

2) A Freilauf Diode is hinzugefügt zu die Relais Spule zu eliminieren die zurück-EMF Interferenz generiert wenn die Spule is getrennt. Nur Hinzufügen a Freilauf Diode wird Verzögerung die Aus Zeit von die Relais. Nach Hinzufügen a Zener Diode, die Relais kann arbeiten mehr Zeits per Einheit Zeit.

3) Verbinden a Funke unterdrückenion Schaltung in parallel at beide Enden von die Relais Kontakt (usually an RC Serie Schaltung, die Widerstund is allgemein ausgewählt von a wenige K zu Zehner von K, und die Kondensazur is 0.01uF) zu Reduzieren die Auswirkungen von elektrisch Funken.

4) Fügen Sie dem Mozur einen Filterkreis hinzu und achten Sie auf die kürzesten möglichen Kondensazur- und Induktivitätsleitungen.

5) Jeder IC auf der Leiterplatte sollte parallel mit einem 0.01μFï½.1μF Hochfrequenzkondensazur verbunden werden, um den Einfluss des IC auf die Stromversorgung zu verringern. Achten Sie auf die Verdrahtung von Hochfrequenzkondensazuren. Die Verkabelung sollte nahe am Stromanschluss und so kurz wie möglich sein. Andernfalls wird der äquivalente Reihenwiderstund des Kondensazurs erhöht, wals den Filtereffekt beeinflusst.

6) Beide Enden des Thyriszurs sind parallel mit dem RC-Unterdrückungskreislauf verbunden, um dals vom Thyriszur erzeugte Rauschen zu reduzieren (dieses Rauschen kann den Thyriszur brechen). Entsprechend dem Ausbreitungsweg der Störung kann es in zwei Arten unterteilt werden: geführte Störung und abgestrahlte Störung.

Die sogenannte leitungsgeführte Störung bezieht sich auf die Störung, die sich über Drähte auf empfindliche Geräte ausbreitet. Die Frequenzbänder von hochfrequentem Störrauschen und nützlichen Signalen sind unterschiedlich. Sie können die Ausbreitung von hochfrequenten Störgeräuschen unterbinden, indem Sie einen Filter auf dem Draht hinzufügen, und manchmal können Sie einen Isolations-Opzukoppler hinzufügen, um es zu lösen. Stromgeräusche sind am schädlichsten, achten Sie daher besonders auf die Hundhabung. Die sogenannte Strahlungsstörung bezieht sich auf die Störung, die sich durch Weltraumstrahlung auf empfindliche Geräte ausbreitet. Die allgemeine Lösung besteht darin, den Abstund zwischen der Störquelle und dem empfindlichen Gerät zu erhöhen, sie mit einem Erdungskabel zu isolieren und eine Abschirmung auf dem empfindlichen Gerät hinzuzufügen.


2. Gemeinsame Maßnahmen zum Abschneiden des Störausbreitungsweges sind wie folgt:

1) Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der Stromversorgung auf den Mikrocontroller vollständig. Wenn die Stromversorgung gut gemacht wird, wird die Störfestigkeit der gesamten Schaltung mehr als die Hälfte gelöst. Viele EinzelChip-Mikrocomputer sind sehr empfindlich gegenüber Stromversorgungsgeräuschen. Es ist nichtwendig, eine Filterschaltung oder einen Spannungsregler zur Stromversorgung des Ein-Chip-Mikrocomputers hinzuzufügen, um die Störung des Stromversorgungsgeräusches auf den Ein-Chip-Mikrocomputer zu reduzieren. Zum Beispiel können Magnetperlen und Kondensazuren verwendet werden, um einen π-förmigen Filterkreis zu bilden. Natürlich können 100Ω Widerstände anstelle von Magnetperlen verwendet werden, wenn die Bedingungen nicht hoch sind.

2) Wenn der I/O-Port des Single-Chip-Mikrocomputers zur Steuerung von Rauschgeräten wie Mozuren verwendet wird, sollte zwischen dem I/O-Port und der Rauschquelle eine Trennung hinzugefügt werden (fügen Sie eine π-förmige Filterschaltung hinzu). Um Rauschgeräte wie Mozuren zu steuern, sollte eine Trennung zwischen dem I/O-Port und der Rauschquelle hinzugefügt werden (fügen Sie einen π-förmigen Filterkreis hinzu).

(3) Achten Sie auf die Verkabelung des Kristalloszillazurs. Der Kristalloszillator ist so nah wie möglich an den Pins des Mikrocontrollers, der Taktbereich ist mit einem Malssedraht isoliert und die Kristalloszillatorschale geerdet und fixiert. Diese Maßnahme kann viele schwierige Probleme lösen.

4) Angemessene Aufteilung der Leiterplatte, wie starke und schwache Signale, digitale und analoge Signale. Halten Sie Störquellen (wie Motoren, Relais) so weit wie möglich von empfindlichen Komponenten (wie Einzelchip-Mikrocomputern) fern.

(5) Trennen Sie den digitalen Bereich vom analogen Bereich mit einem Erdungskabel, trennen Sie die digitale Masse von der analogen Masse und schließen Sie sie schließlich an einem Punkt mit der Stromerde an. Auch die Verdrahtung von A/D- und D/A-Chips basiert auf diesem Prinzip. Hersteller haben diese Anfürderung bei der Zuweisung von A/D- und D/A-ChipStiftaneinrdnungen berücksichtigt.

(6) Die Erdungskabel des Einzelchip-Mikrocomputers und der Hochleistungsgeräte sollten getrennt geerdet werden, um gegenseitige Interferenzen zu reduzieren. Platzieren Sie Hochleistungsgeräte so weit wie möglich am Rund der Leiterplatte.

(7) Die Verwendung von Anti-Interferenz-Komponenten wie magnetische Perlen, magnetische Ringe, LeistungsFilter und Schirme an Schlüsselstellen wie MCU-I/O-Port, Netzkabel und Leiterplattenanschlussleitung kann die Anti-Interferenz-Leistung der Schaltung erheblich verbessern.


3. Verbessern Sie die Anti-Interferenz-Leistung von empfindlichen Geräten

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

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

(1) Minimieren Sie den Loop Loop Bereich bei der Verdrahtung, um induziertes Rauschen zu reduzieren.

(2) Bei der Verdrahtung sollten der Stromdraht und der Erdungskabel so dick wie möglich sein. Neben der Reduzierung des Druckabfalls ist es wichtiger, das Kupplungsgeräusch zu reduzieren.

(3) Für die im Leerlauf-I/O-Ports des Single-Chip-Mikrocomputers nicht schwimmen, sondern geerdet oder an das Netzteil angeschlossen sein. Die Idle-Klemmen underer ICs werden geerdet oder mit Strom verbunden, ohne die Systemlogik zu ändern.

(4) Die Verwendung von Stromversorgungsüberwachungs- und Watchdog-Schaltungen für Einzelchip-Mikrocomputer, wie IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, etc., kann die Anti-Interferenz-Leistung der gesamten Schaltung erheblich verbessern.

(5) Unter der Voraussetzung, dass die Geschwindigkeit die AnfBestellungungen erfüllen kann, versolcheen Sie, den Kristalloszillator des Einzelchip-Mikrocomputers zu reduzieren und digitale Schaltungen mit niedriger Geschwindigkeit auszuwählen.

(6) IC-Geräte sollten so viel wie möglich direkt auf die Leiterplatte gelötet werden, und IC-Buchsen sollten weniger verwendet werden.


Zusammenfassung der Erfahrungen

Svontwsindaspekt:


1. Es wird verwendet, um alle ungenutzten Coderäume auf "0" zu löschen, da dies NOP entspricht, die zurückgegeben werden kann, wenn das Programm läuft;

2. Fügen Sie mehrere NOP vor der Sprunganweisung hinzu, der Zweck ist der gleiche wie 1;

3. Wenn es keine Hardwsind WatchDog gibt, kann Svontwsind verwendet werden, um WatchDog zu simulieren, um den Betrieb des Programms zu überwachen;

4. Bei der Einstellung oder Einstellung von externen Geräteparaerfülltern, um zu verhindern, dass das externe Gerät Fehler aufgrund von Störungen macht, können die Paraerfüllter regelmäßig gesendet werden, damit das externe Gerät so schnell wie möglich wiederhergestellt werden kann;

5. Anti-Interferenz in der Kommunikation, Datenprüfziffer kann hinzugefügt werden, und 3 von 2 oder 5 von 3 Strategien können angenommen werden;

6. Wenn es eine Kommunikationsleitung wie I^2C, DreidrahtSystem usw. gibt, funden wir in der Praxis heraus, dass das Setzen der Datenleitung, CLK-Leitung und INH-Leitung auf hoch normalerweise einen besseren Anti-Interferenz-Effekt hat, als sie auf niedrig zu setzen.


Hardwsind-Aspekt:


1. Verdrahtung von Erdungskabel und Stromdraht

2. Entkopplung der Leitung;

3. Trennung von digitalem und modulsindm Boden;

4. Jede digitale Komponente benötigt 104 Kondensatoren zwischen der Erde und der Stromversorgung;

5. Um das Übersprechen des I/O-Ports zu verhindern, kann der I/O-Port durch Diodenisolierung, Gate-Schaltungsisolierung, Photoelementisolierung, elektromagnetische Isolierung usw. isoliert werden; 6. In Anwendungen mit Relais, besonders hohen Strömen, um die Interferenz von Relaiskontaktfunken auf der Schaltung zu verhindern, können Sie eine 104 und eine Diode zwischen den Relaisspulen und indirekten 472 Kondensatoren zwischen den Kontakten und dem normalerweise AVerwendungnen Ende kombinieren, der Effekt ist gut!

7. Natürlich ist die Störfestigkeit der mehrschichtigen Platte definitiv besser als die der einseitigen Platte, aber die Kosten sind mehrmals höher.

8. Die Wahl eines Geräts mit starker Interferenzfähigkeit ist effektiver als jede undere Methode. Ich denke, das sollte der wichtigste Punkt sein. Weil die inhärenten Mängel der Komponenten schwer mit externen Methoden auszugleichen sind, aber vont diejenigen mit starker Interferenzfähigkeit teurer sind, und diejenigen mit schlechter Interferenzfähigkeit sind billiger, genau wie Taiwans Dongdongstar name billig ist, aber die Leistung stark reduziert ist! Das hängt hauptsächlich von Ihrer Anwendung ab.


Gedruckt Schaltung Brett (PCB) is die supHafen von Schaltung Komponenten und Geräte in elektronisch Produkte. Es bietet elektrisch verbindenions zwischen Schaltung Elemente und Geräte. Mit die schnell Entwicklung von elektrisch Technologie, die Dichte von PGB is bekommen hocher und hocher. Die Qualität von PCB Design hat a toll Einfluss on die Interferenzschutz Fähigkeit. Dortfüre, in die PCB Design. Die allgemein Grundsatzs von PCB Design muss be folniedriged, und die AnfBestellungungen von Interferenzschutz Design muss be met.