Tecnología de PCB - Investigación y intercambio de antiinterferencia de PCB de alta frecuencia

En el diseño de placas de pcb, con el rápido aumento de la frecuencia, habrá muchas interferencias diferentes del diseño de placas de PCB de baja frecuencia. Además, con el aumento de la frecuencia, la contradicción entre la miniaturización de los paneles de PCB y el bajo costo también es cada vez más prominente. Estas interferencias se están volviendo cada vez más complejas. En la investigación real, llegamos a la conclusión de que hay cuatro tipos principales de interferencia, incluyendo ruido de fuente de alimentación, interferencia de línea de transmisión, acoplamiento e interferencia electromagnética. Al analizar varios problemas de interferencia de los PCB de alta frecuencia y combinar la práctica de trabajo, se propone una solución efectiva.

1. ruido de la fuente de alimentación

En los circuitos de alta frecuencia, el ruido de la fuente de alimentación tiene un impacto particularmente obvio en las señales de alta frecuencia. Por lo tanto, el primer requisito es que la fuente de alimentación sea de bajo ruido. La fuente de alimentación tiene cierta resistencia y la resistencia se distribuye en toda la fuente de alimentación, por lo que el ruido también se superpone a la fuente de alimentación. En el diseño de circuitos de alta frecuencia, la fuente de alimentación está diseñada en forma de capa y, en la mayoría de los casos, es mucho mejor que en forma de bus, de modo que el circuito siempre puede seguir el camino de la menor resistencia. Además, la placa de alimentación debe proporcionar un circuito de señal para todas las señales generadas y recibidas en el pcb, minimizando así el circuito de señal, reduciendo así el ruido que a menudo ignoran los diseñadores de circuitos de baja frecuencia.

En el diseño de pcb, hay varias maneras de eliminar el ruido de la fuente de alimentación.

1. preste atención a los agujeros a través de la placa: los agujeros a través hacen que la capa de alimentación necesite grabar la apertura, dejando espacio para que los agujeros a través pasen. Si la apertura de la capa de potencia es demasiado grande, inevitablemente afectará el circuito de señal, la señal se verá obligada a desviarse, el área del circuito aumentará y el ruido aumentará. Al mismo tiempo, si algunas líneas de señal se concentran cerca de la apertura y comparten este circuito, la resistencia pública provocará conversaciones cruzadas.

2. para conectar el cable se necesita un cable de tierra suficiente: cada señal debe tener su propio circuito de señal exclusivo, y el área del Circuito de la señal y el circuito debe ser lo más pequeña posible, es decir, la señal y el circuito deben ser paralelos.

3. las fuentes de alimentación analógicas y digitales deben separarse: los equipos de alta frecuencia suelen ser muy sensibles al ruido digital, por lo que los dos deben separarse y conectarse en la entrada de la fuente de alimentación. Si la señal necesita pasar por las partes analógicas y digitales, se puede colocar un bucle en la intersección para reducir el área del bucle.

4. evite la superposición de fuentes de energía independientes entre diferentes capas: de lo contrario, el ruido del circuito se puede acoplar fácilmente a través de condensadores parasitarios.

5. elementos sensibles de aislamiento: como pll.

6. coloque el cable de alimentación: para reducir el bucle de señal, coloque el cable de alimentación en el borde del cable de señal para reducir el ruido.

En segundo lugar, las líneas de transmisión

Solo hay dos tipos de líneas de transmisión en el pcb: líneas de banda y líneas de microondas. El mayor problema de las líneas de transmisión es el reflejo. La reflexión causará muchos problemas. Por ejemplo, la señal de carga será la superposición de la señal original y la señal de eco, lo que aumenta la dificultad del análisis de la señal; La reflexión puede causar una pérdida de eco (pérdida de eco), y su impacto en la señal es tan grave como el impacto de la interferencia acústica aditiva:

1. las señales reflejadas en la fuente de señal aumentarán el ruido del sistema, lo que dificultará que el receptor distinga el ruido de la señal;

2. cualquier señal reflejada básicamente reducirá la calidad de la señal y cambiará la forma de la señal de entrada. En principio, la solución es principalmente la coincidencia de impedancias (por ejemplo, la Impedancia de interconexión debe coincidir bien con la impedancia del sistema), pero a veces el cálculo de impedancias es más engorroso y se puede consultar a algunos programas informáticos de cálculo de impedancias de líneas de transmisión.

III. acoplamientos

1. acoplamiento de Resistencia común: es un canal de acoplamiento común, es decir, la fuente de interferencia y el dispositivo perturbado a menudo comparten ciertos conductores (como la fuente de alimentación del circuito, el autobús, la puesta a tierra pública, etc.).

2. el acoplamiento de modo común de campo hará que la fuente de radiación genere un voltaje de modo común en el circuito formado por el circuito perturbado y el plano de referencia común. Si predomina el campo magnético, el valor del voltaje de modo común generado en el circuito de puesta a tierra en serie es VCM = - (aòb / aòt) * área (aàb = cambio en la intensidad de inducción magnética). Si es un campo electromagnético, se sabe que cuando su valor de campo eléctrico, su voltaje de inducción: VCM = (l * h * F * e) / 48, la fórmula se aplica por debajo de l (m) = 150 mhz, superando este límite, el cálculo del voltaje máximo de inducción se puede simplificar a: VCM = 2 * h * E.

3. acoplamiento de campo de modo diferencial: se refiere a la radiación directa inducida y recibida por pares de cables o cables en la placa de circuito y su circuito. Si está lo más cerca posible de dos cables eléctricos. Este acoplamiento se reducirá considerablemente, por lo que se podrán encadenar dos cables para reducir la interferencia.

4. el acoplamiento entre líneas (conversación cruzada) hará que cualquier línea sea igual al acoplamiento no deseado entre circuitos paralelos, lo que dañará gravemente el rendimiento del sistema. Sus tipos se pueden dividir en comentarios capacitivos y comentarios inductivos. El primero se debe a que los condensadores parasitarios entre líneas hacen que el ruido en la fuente de ruido se acople a la línea receptora de ruido a través de la inyección de corriente; Este último puede imaginarse como un acoplamiento de señal entre la primaria y la secundaria de un transformador parasitario no deseado. El tamaño de la conversación cruzada inductiva depende de la proximidad de los dos bucles y el tamaño del área del bucle, así como de la resistencia de la carga afectada.

5. acoplamiento de la línea eléctrica: se refiere a la transmisión de estas interferencias a otros equipos por la línea eléctrica de ca o DC después de la interferencia electromagnética.

IV. interferencia electromagnética

A medida que aumente la velocidad, el EMI se volverá cada vez más grave y se manifestará en muchos aspectos (como la interferencia electromagnética en las interconexiones). Los equipos de alta velocidad son particularmente sensibles a esto. Por lo tanto, reciben señales dispersas de alta velocidad, mientras que los dispositivos de baja velocidad ignoran estas señales falsas.

Hay varias maneras de eliminar la interferencia electromagnética en el diseño de pcb:

1. reducir el bucle: cada bucle equivale a una antena, por lo que necesitamos minimizar el número de bucles, el área del bucle y el efecto de la antena del bucle. Asegúrese de que la señal solo tiene un bucle en ambos puntos, evite el bucle artificial e intente usar la capa de potencia.

2. filtro: el filtro se puede utilizar para reducir el EMI en las líneas de alimentación y señal. Hay tres maneras: condensadores de desacoplamiento, filtros EMI y componentes magnéticos.

3. blindaje. Debido a los problemas de espacio y muchos artículos bloqueados por la discusión, no los detallaré.

4. minimizar la velocidad de los equipos de alta frecuencia.

5. aumentar la constante dieléctrica de la placa de PCB puede evitar que los componentes de alta frecuencia, como las líneas de transmisión cercanas a la placa, irradian hacia el exterior; Aumentar el espesor de la placa de PCB y minimizar el espesor de la línea de MICROSTRIP puede evitar el desbordamiento de la línea electromagnética y también puede evitar la radiación.

En este punto de discusión, podemos concluir que en el diseño de PCB de alta frecuencia, debemos seguir los siguientes principios:

1. unidad y estabilidad de la fuente de alimentación y la puesta a tierra.

2. un cableado cuidadoso y una terminación adecuada pueden eliminar el reflejo.

3. el cableado cuidadoso y la terminación adecuada pueden reducir la conversación cruzada entre condensadores e inductores.

4. es necesario suprimir el ruido para cumplir con los requisitos de emc.