Tecnología de PCB - ¿¿ cuáles son los factores de interferencia en el diseño de pcb?

En el diseño de PCB del sistema electrónico, para evitar desvíos y ahorrar tiempo, se deben considerar y cumplir plenamente los requisitos antiinterferencia, y se deben evitar medidas correctivas antiinterferencias después de la finalización del diseño de pcb. Hay tres factores básicos que causan interferencia:

(1) la fuente de interferencia se refiere al componente, equipo o señal que produce la interferencia. Se describe en lenguaje matemático de la siguiente manera: du / dt, donde di / DT es grande, es la fuente de interferencia. Por ejemplo, los rayos, los relés, los tirómetros, los motores, los relojes de alta frecuencia, etc., pueden convertirse en fuentes de interferencia.

(2) la ruta de transmisión se refiere a la ruta o medio que interfiere con la propagación de una fuente de interferencia a un dispositivo sensible. Las vías típicas de transmisión de interferencia son la conducción a través de cables y la radiación del espacio.

(3) los equipos sensibles se refieren a aquellos que son vulnerables a la interferencia. Por ejemplo: convertidor A / d, D / a, microcomputador de un solo chip, IC digital, amplificador de señal débil, etc.

Los principios básicos del diseño de diseño de PCB antiinterferencia son: inhibir la fuente de interferencia, cortar la ruta de transmisión de interferencia y mejorar el rendimiento antiinterferencia de los dispositivos sensibles. (similar a la prevención de enfermedades infecciosas)

1 suprimir la fuente de interferencia

La fuente de interferencia se inhibe para minimizar du / DT y di / DT de la fuente de interferencia. Este es el principio más prioritario e importante en el diseño de PCB antiinterferencia, y generalmente tiene el doble del resultado con la mitad del esfuerzo. La reducción de du / DT de la fuente de interferencia se realiza principalmente a través de condensadores paralelos en ambos extremos de la fuente de interferencia. La reducción de di / DT de la fuente de interferencia se logra conectando inductores o resistencias en serie con el circuito de la fuente de interferencia y agregando diodos de continuación.

Las medidas comunes para inhibir las fuentes de interferencia son las siguientes:

(1) la bobina del relé agrega un semiconductor para eliminar la interferencia de la fuerza electromotriz antieléctrica generada cuando la bobina está desconectada. Solo la adición de un semiconductor retrasará el tiempo de desconexión del relé. Después de agregar el Semiconductor zener, el relé puede funcionar más veces por unidad de tiempo.

(2) un circuito de supresión de chispas (generalmente un circuito de serie rc, la resistencia suele seleccionarse entre unos pocos K y decenas de K en paralelo en ambos extremos del contacto del relé, con un capacitor de 0,01 uf) para reducir el impacto de las chispas eléctricas.

(3) agregue un circuito de filtro al motor y tenga en cuenta que los condensadores y los cables de inducción deben ser lo más cortos posible.

(4) cada IC en la placa de circuito debe estar conectado en paralelo con un capacitor de alta frecuencia de 0,01 ° f ï 1,5 0,1 ° F para reducir el impacto del IC en la fuente de alimentación. Preste atención al cableado de condensadores de alta frecuencia. El cableado debe estar cerca de los terminales de alimentación y lo más corto posible. De lo contrario, la resistencia de serie equivalente del capacitor aumentará, lo que afectará el efecto de filtrado.

(5) se deben evitar líneas rotas de 90 grados al cableado para reducir la emisión de ruido de alta frecuencia.

(6) ambos extremos del tirón están conectados en paralelo con el circuito de supresión RC para reducir el ruido generado por el tirón (este ruido puede dañar el tirón).

De acuerdo con la ruta de propagación de la interferencia, se puede dividir en interferencia conducida e interferencia de radiación.

La llamada interferencia conducida se refiere a la interferencia transmitida a equipos sensibles a través de cables. El ruido de interferencia de alta frecuencia y las señales útiles tienen bandas de frecuencia diferentes y se pueden resolver añadiendo filtros a los cables para cortar la propagación del ruido de interferencia de alta frecuencia y, en ocasiones, acoplamientos ópticos aislados. el ruido de la fuente de alimentación es el más dañino, por lo que se debe prestar especial atención al tratamiento. La llamada interferencia de radiación se refiere a la interferencia transmitida a equipos sensibles a través de la radiación espacial. La solución general es aumentar la distancia entre las fuentes de interferencia y los dispositivos sensibles, aislarlos con cables de tierra y agregar blindaje a los dispositivos sensibles.

Las medidas comunes para cortar la ruta de transmisión de interferencia son las siguientes:

(1) tenga plenamente en cuenta el impacto de la fuente de alimentación en el microcontrolador. Si la fuente de alimentación está bien hecha, el problema anti - interferencia de todo el circuito se resolverá en más de la mitad. Muchos microcomputadores de un solo chip son muy sensibles al ruido de la fuente de alimentación, y se deben agregar circuitos de filtro o reguladores de voltaje a la fuente de alimentación del microcomputador de un solo chip para reducir la interferencia del ruido de la fuente de alimentación en el microcomputador de un solo chip. Por ejemplo, las cuentas magnéticas y los condensadores pueden utilizarse para formar un circuito de filtro en forma de Í. Por supuesto, cuando las condiciones no son altas, se pueden usar 100 resistencias insulares para reemplazar las cuentas magnéticas.

(2) preste atención al cableado del Oscilador de cristal. El Oscilador de cristal está lo más cerca posible del pin del microcontrolador, el área del reloj está aislada por tierra y la carcasa del Oscilador de cristal está fundamentada y fija. Esta medida puede resolver muchos problemas difíciles.

(3) dividir razonablemente las placas de circuito, como las señales fuertes y débiles, las señales digitales y analógicas. Mantenga la fuente de interferencia (como motores, relés) lo más alejada posible de los componentes sensibles (como un solo chip).

(4) separar el área digital del área analógica con un cable de tierra, separar el suelo digital del suelo analógico y finalmente conectarlo al suelo de alimentación en un punto. El cableado de los chips A / D y D / a también se basa en este principio, un requisito que los fabricantes tienen en cuenta al asignar la disposición de los pines de los chips A / D y D / A.

(5) los cables de tierra de los chips de un solo chip y los dispositivos de alta potencia deben estar conectados a tierra por separado para reducir la interferencia mutua. Coloque el equipo de alta potencia en el borde de la placa de circuito tanto como sea posible.

(6) el uso de perlas magnéticas, anillos magnéticos, filtros de alimentación, blindaje y otros elementos antiinterferencia en partes clave como la boca de E / s, el cable de alimentación y el cable de conexión de la placa de circuito del microcomputador de un solo chip puede mejorar significativamente el rendimiento antiinterferencia del circuito.

3 mejorar el rendimiento antiinterferencia de los dispositivos sensibles

Mejorar el rendimiento antiinterferencia de los equipos sensibles se refiere al método para minimizar la recogida de ruido de interferencia lateral de los equipos sensibles y recuperarse de situaciones anormales lo antes posible.

Las medidas comunes para mejorar el rendimiento antiinterferencia de los equipos sensibles son las siguientes:

(1) minimizar el área del bucle al cableado para reducir el ruido inducido.

(2) al conectar, el cable de alimentación y el cable de tierra deben ser lo más gruesos posible. Además de reducir la caída de presión, es más importante reducir el ruido de acoplamiento.

(3) para los puertos de E / s ociosos de un solo chip, no flote, debe estar conectado a tierra o conectado a la fuente de alimentación. Sin cambiar la lógica del sistema, los terminales libres de otros IC están conectados a tierra o conectados a la fuente de alimentación.

(4) el uso de circuitos de monitoreo de energía y guardianes de un solo chip como imp809, imp706, imp813, x25043 y x25045 puede mejorar en gran medida el rendimiento antiinterferencia de todo el circuito.

(5) bajo la premisa de que la velocidad puede cumplir con los requisitos, minimice el Oscilador de cristal del chip de computadora de un solo chip y elija un circuito digital de baja velocidad.

(6) normalmente, en el diseño de una fábrica de pcb, los dispositivos IC se soldan directamente a la placa de circuito y rara vez se utilizan enchufes ic.