Technologie PCB - Analyse des méthodes courantes de suppression des sources d'interférence dans la conception de cartes PCB

Dans la conception de PCB du système électronique, afin d'éviter de prendre des virages et de gagner du temps, nous devrions pleinement considérer et répondre aux exigences d'anti - interférence, éviter de prendre des mesures correctives anti - interférence après la conception est terminée. Il y a trois éléments essentiels pour former une perturbation:

(1) source de brouillage s’entend d’un composant, d’un appareil ou d’un signal brouillant décrit par la formule mathématique la

Les langues sont les suivantes: du / DT, di / DT source d'interférence est grande. Tels que: la foudre, les relais, les Thyristors, les moteurs, les horloges à haute fréquence, etc., peuvent devenir des sources d'interférence.

(2) voie de propagation: désigne la voie ou le support par lequel une perturbation se propage de la source de perturbation à l'équipement sensible. Les voies de propagation interférométriques typiques sont la conduction à travers les fils et le rayonnement dans l'espace.

(3) l'équipement sensible est un objet susceptible d'être perturbé. Tels que: A / D, convertisseur D / a, MCU, IC numérique, amplificateur de signal faible, etc. le principe de base de la conception anti - interférence est de supprimer la source d'interférence, de couper le chemin de propagation des interférences et d'améliorer la performance anti - interférence des dispositifs sensibles.

1 suppression des sources d'interférence

Pour supprimer la source d'interférence, minimisez du / DT et di / DT pour la source d'interférence. C'est la considération principale et le principe important de la conception anti - interférence, qui peut souvent être multipliée par deux. Pour réduire le du / DT de la source d'interférence, un condensateur est connecté en parallèle aux deux extrémités de la source d'interférence. Pour réduire le di / DT de la source d'interférence, une inductance ou une résistance est mise en série dans le circuit de la source d'interférence et une diode continue est ajoutée.

Les mesures couramment utilisées pour supprimer les sources de perturbation sont les suivantes:

(1) une diode continue a été ajoutée à la bobine du relais pour éliminer les interférences de Force électromotrice inverse générées lorsque la bobine est ouverte. Seule l'augmentation de la diode continue retardera le temps d'ouverture du relais, après l'augmentation de la diode régulée, le relais peut fonctionner plus de fois par unité de temps.

(2) le circuit de suppression d'étincelle est connecté aux deux extrémités du contact de relais (généralement un circuit série RC, la résistance est généralement choisie de quelques K à plusieurs dizaines de K, la capacité est choisie de 0,01 UF) pour réduire l'effet de l'étincelle électrique.

(3) Ajouter un circuit de filtrage sur le moteur, en notant que les condensateurs et les conducteurs inductifs doivent être aussi courts que possible.

(4) Chaque IC sur la carte devrait être connecté avec un condensateur haute fréquence de 0,01 ° f ~ 0,1 ° F pour réduire l'impact de l'IC sur l'alimentation. Faites attention au câblage des condensateurs haute fréquence. Le câblage doit être proche de l'extrémité d'alimentation et aussi court que possible. Sinon, la résistance série équivalente de la capacité augmente, ce qui affecte l'effet de filtrage.

(5) Évitez les coupures de 90 degrés lors du câblage et réduisez l'émission de bruit à haute fréquence.

(6) Les deux extrémités des circuits de réjection SCR et RC réduisent le bruit généré par le SCR (ce bruit peut être grave lorsque le SCR claque).

Selon le chemin de propagation de l'interférence, il peut être divisé en interférences conductrices et interférences radiatives.

Par interférence par conduction, on entend une interférence transmise par fil à un dispositif sensible. H

Le bruit à haute fréquence diffère du signal utile sur la bande de fréquence. Il peut être coupé en ajoutant un filtre sur le fil et parfois résolu en ajoutant un coupleur optique isolé. Danger de bruit de puissance, à traiter avec une attention particulière. Par interférence radiative, on entend une interférence qui se propage à un appareil sensible par rayonnement spatial. La solution générale consiste à augmenter la distance entre la source d'interférence et l'appareil sensible, à les isoler par une ligne de masse et à placer un couvercle sur l'appareil sensible.

2 les mesures courantes pour couper le chemin de propagation des perturbations sont les suivantes:

(1) tenir pleinement compte de l'impact de l'alimentation sur la gestion de la chaîne d'approvisionnement. Si l'alimentation est bien faite, le problème d'anti - interférence de l'ensemble du circuit est largement résolu. De nombreux microcontrôleurs sont très sensibles au bruit de l'alimentation, il est donc nécessaire d'ajouter un circuit de filtrage ou un régulateur de tension à l'alimentation pour réduire les interférences du bruit d'alimentation sur le monopuce. Par exemple, les billes magnétiques et les condensateurs peuvent être utilisés pour former un circuit de filtre ocre, mais les conditions moins exigeantes peuvent également être remplacées par des résistances de 100Ë.

(2) Si le port d'E / s du MCU est utilisé pour contrôler des dispositifs bruyants tels que des moteurs, il faut ajouter une isolation entre le port d'E / s et la source de bruit (ajout d'un circuit de filtre de mise en forme). Contrôler les moteurs et autres équipements de bruit, dans les ports d'E / s et les sources de bruit doivent être isolés (ajouter un circuit de filtre de mise en forme).

(3) faites attention au câblage en cristal. L'oscillateur à cristal et les broches MCU sont aussi proches que possible, les lignes de masse sont isolées de la zone d'horloge et le boîtier de l'oscillateur à cristal est mis à la terre et fixé. Cette mesure permettra de résoudre de nombreux problèmes difficiles.

(4) divisez raisonnablement les cartes de circuit imprimé, telles que les signaux forts et faibles, les signaux numériques et analogiques. Gardez les sources d'interférence, telles que les moteurs et les relais, aussi loin que possible des composants sensibles, tels que les microcontrôleurs.

(5) la ligne de terre sépare la zone numérique de la zone analogique. La mise à la terre numérique et la mise à la terre analogique doivent être séparées et connectées à la mise à la terre de l'alimentation en un point. Le câblage des puces A / D et D / a repose également sur ce principe. Les fabricants tiennent compte de cette exigence lors de l'attribution de la disposition des broches pour les puces A / D et D / a.

(6) Les lignes de terre des MCU et des équipements de haute puissance doivent être mises à la terre séparément afin de réduire les interférences mutuelles. Les composants de haute puissance doivent être placés sur les bords de la carte autant que possible.

(7) l'utilisation de billes magnétiques, d'anneaux magnétiques, de filtres d'alimentation, de masques de blindage et d'autres éléments anti - interférence dans des endroits clés tels que le port d'E / s MCU, le cordon d'alimentation, le cordon de connexion de la carte peut améliorer considérablement les performances anti - interférence du circuit.

Améliore la résistance aux interférences des appareils sensibles

L'amélioration des performances anti - interférence d'un dispositif sensible se réfère à un moyen de réduire la captation du bruit perturbateur et de récupérer le plus rapidement possible d'un état anormal.

Les mesures couramment utilisées pour améliorer les performances anti - interférence des équipements sensibles sont les suivantes:

(1) lors du câblage, minimisez la zone de la bague annulaire pour réduire le bruit induit.

(2) lors du câblage, le câble d'alimentation et le câble de mise à la terre doivent être aussi épais que possible. En plus de réduire la chute de pression, il est plus important de réduire le bruit de couplage.

(3) pour le port d'E / s Idle du MCU, ne raccrochez pas, ne mettez pas à la terre ou ne connectez pas à l'alimentation. Sans changer la logique du système, les extrémités libres des autres IC sont mises à la terre ou connectées à l'alimentation.

(4) l'utilisation de imp809, imp706, imp813, x25043, x25045 et d'autres circuits de surveillance d'alimentation monopuce et de chien de garde peut grandement améliorer la performance anti - interférence de l'ensemble du circuit.

(5) sous réserve que la vitesse puisse répondre aux exigences, minimisez les vibrations cristallines de la machine à puce unique, choisissez un circuit numérique à faible vitesse.

(6) Les dispositifs IC sont soudés directement sur la carte de circuit imprimé autant que possible, avec moins de sièges IC.

Pour obtenir une bonne résistance aux interférences, nous voyons donc souvent un câblage de prise de terre sur la carte PCB. Mais tous les circuits hybrides numériques et analogiques ne doivent pas nécessairement être divisés par le plan de la terre. Car une telle segmentation vise à réduire les perturbations du bruit.

En théorie: les fréquences générales dans les circuits numériques seront plus élevées que celles des circuits analogiques, et elles formeront elles - mêmes un retour de signal avec le plan de masse (car dans la transmission du signal, les fils de cuivre et les fils de cuivre existent entre les capacités et les inductances de diverses distributions), si Nous mélangeons les masses, Ensuite, le retour sera interplanifié dans les circuits numériques et analogiques. Nous les séparons de sorte qu'ils ne forment un reflux qu'à l'intérieur d'eux - mêmes. Ils ne sont connectés que par des résistances de zéro ohm ou des billes magnétiques, car ils sont la même masse physique, et maintenant que le câblage les sépare, ils devraient être connectés.