Tecnología de PCB - Diseño antiinterferencia del Circuito de PCB

En el diseño del sistema electrónico, para evitar desvíos y ahorrar tiempo, debemos considerar y cumplir plenamente los requisitos antiinterferencia y evitar tomar medidas correctivas antiinterferencias después de la finalización del diseño. La interferencia tiene tres elementos básicos:

(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, en el que di / DT es grande, es la fuente de interferencia. Por ejemplo, los rayos, los relés, los tirómetros, los motores y los relojes de alta frecuencia 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 rutas típicas de transmisión de interferencia son la conducción a través de cables y la radiación en el espacio.

(3) el equipo sensible es un equipo vulnerable a la interferencia. Por ejemplo: convertidor A / d, D / a, microcomputador de un solo chip, IC digital, amplificador de señal débil, etc.

El principio básico del diseño antiinterferencia es 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 supresión de la fuente de interferencia

La supresión de la fuente de interferencia es para minimizar du / DT y di / DT de la fuente de interferencia. Este es el principio más prioritario e importante en el diseño antiinterferencia, que a menudo puede lograr 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 en ambos extremos de la fuente de interferencia paralela. A través de la conexión en serie de inductores o resistencias, se agregan diodos de continuación en el circuito de la fuente de interferencia, logrando el objetivo de reducir la fuente de interferencia di / dt.

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

(1) se ha añadido un semiconductor a la bobina del relé para eliminar la interferencia antiemf generada cuando la bobina está desconectada. Solo aumentando el diodos de continuación se puede retrasar el tiempo de desconexión del relé. Después de agregar el Semiconductor zener, el relé puede moverse más veces por unidad de tiempo.

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

(3) agregue un circuito de filtro al motor y preste atención a que los cables de condensadores e inductores sean lo más cortos posible.

(4) cada IC en la placa de circuito debe conectarse a un capacitor de alta frecuencia de isla y arrecife medio 0,1 en paralelo 0,01 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 del extremo de la fuente de alimentación y ser lo más grueso y corto posible. De lo contrario, aumentará la resistencia de serie equivalente del capacitor y afectará el efecto de filtrado.

(5) se debe evitar la desconexión de 90 grados al conectar el cable 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 (cuando el ruido es grave, el tirón puede fallar).

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

La llamada interferencia conducida se refiere a la interferencia transmitida a equipos sensibles a través de cables. La banda de frecuencia del ruido de interferencia de alta frecuencia es diferente de la banda de frecuencia de la señal útil. La propagación del ruido de interferencia de alta frecuencia se puede cortar añadiendo filtros al conductor, y a veces se puede agregar un acoplamiento óptico aislado. 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 la fuente de interferencia y el dispositivo sensible, aislarlos con un cable de tierra y agregar una máscara al dispositivo sensible.

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 la mcu. Si la fuente de alimentación se hace bien, la capacidad anti - interferencia de todo el circuito se resuelve en más de la mitad. Muchos microcomputadores de un solo chip son muy sensibles al ruido de la fuente de alimentación. La fuente de alimentación del microcomputador de un solo chip debe aumentar el circuito de filtro o el regulador de voltaje para reducir la interferencia del ruido de la fuente de alimentación en el microcomputador de un solo chip. Por ejemplo, el circuito de filtro de formación puede estar compuesto por cuentas magnéticas y condensadores. Por supuesto, cuando las condiciones no son altas, también se pueden usar resistencias de 100 islas para reemplazar las cuentas magnéticas.

(2) si el puerto de E / S del microcomputador de un solo chip se utiliza para controlar equipos de ruido como el motor, se debe aumentar el aislamiento entre el puerto de E / S y la fuente de ruido (se debe aumentar el circuito de filtro plástico). Para los equipos de control de ruido, como los motores, se debe aumentar el aislamiento entre los puertos de E / S y las fuentes de ruido (se debe aumentar el circuito de filtro plástico).

(3) preste atención al cableado del Oscilador de cristal. El Oscilador de cristal y el pin del microcomputador de un solo chip deben estar lo más cerca posible, el área del reloj debe estar aislada del suelo, y la carcasa del Oscilador de cristal debe estar fija al suelo. Esta medida puede resolver muchos problemas difíciles.

(4) las placas de circuito deben dividirse razonablemente, como señales fuertes y débiles, señales digitales y analógicas. Mantenga las fuentes de interferencia (como motores y relés) lo más alejadas posible de los componentes sensibles (como los microcomputadores de un solo chip).

(5) utilizar un cable de tierra para aislar el área digital del área analógica, separar el suelo digital del suelo analógico y finalmente conectarse al suelo de alimentación en un punto. El cableado de los chips A / D y D / a también se basa en este principio. El fabricante ha tenido en cuenta este requisito al asignar la disposición de los pines de los chips A / D y D / A.

(6) los cables de tierra de los microcomputadores de un solo chip y los equipos de alta potencia deben estar conectados a tierra por separado para reducir la interferencia mutua. Los equipos de alta potencia deben colocarse en el borde de la placa de circuito en la medida de lo posible.

(7) el uso de elementos antiinterferencia como cuentas magnéticas, anillos magnéticos, filtros de potencia y escudos en lugares clave como puertos I / o de mcu, líneas de alimentación y líneas de conexión de placas de circuito puede mejorar significativamente el rendimiento antiinterferencia del circuito.

3 mejorar el rendimiento antiinterferencia de los dispositivos sensibles

Mejorar el rendimiento antiinterferencia de los dispositivos sensibles se refiere a métodos para minimizar la captación de ruido de interferencia y recuperarse de Estados anormales lo antes posible.

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

(1) el área del circuito debe reducirse en la medida de lo posible al conectar el cable 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 tensión, es más importante reducir el ruido de acoplamiento.

(3) para los puertos de E / s ociosos de un solo chip, no cuelgue en el aire, sino en el suelo o en la fuente de alimentación. Los terminales libres de otros IC están conectados a tierra o conectados a la fuente de alimentación sin cambiar la lógica del sistema.

(4) uso de circuitos de monitoreo de energía y perro guardián de un solo chip como impo809, impo706 e impo813