Technologie PCB - Quelques principes dans la conception anti - interférence de PCB

Disposition des cordons d'alimentation dans la conception de PCB

1. Disposition du cordon d'alimentation:

1. Selon la taille du courant, essayez d'élargir le fil.

2. La direction de la ligne d'alimentation et de la ligne de terre doit correspondre à la direction de transmission des données.

3. Un condensateur de découplage de 10 ~ 100 ° f doit être connecté à l'entrée d'alimentation de la carte d'impression.

Disposition des deux lignes de terre:

1. La mise à la terre numérique est séparée de la mise à la terre analogique.

2. Le fil de terre doit être aussi épais que possible afin de pouvoir passer 3 fois le courant autorisé sur la carte d'impression, généralement 2 ~ 3mm.

3. Dans la conception de la mise en page PCB, la ligne de terre doit former un anneau autant que possible pour réduire la différence de potentiel de la ligne de terre.

Configuration des trois condensateurs de découplage:

1. Connectez un condensateur électrolytique de 10 ~ 100 îles F à l'entrée d'alimentation de la carte d'impression, si elle peut être supérieure à 100 îles F, c'est encore mieux.

2. Connectez un condensateur en céramique de 0,01 ~ 0,1 ° f entre VCC et GNd de chaque puce intégrée. Si l'espace n'est pas autorisé, vous pouvez configurer un condensateur au tantale de 1 ~ 10 îlots F pour chaque 4 ~ 10 puces.

3. Les dispositifs avec une faible résistance au bruit et une grande variation du courant de blocage, ainsi que la rom et la RAM, doivent découpler indirectement les condensateurs entre VCC et GNd.

4. Faire correspondre le condensateur de découplage 0,01 ° F sur la borne de Réinitialisation "Reset" du microcontrôleur.

5. Les conducteurs des condensateurs de découplage ne doivent pas être trop longs, en particulier les condensateurs de dérivation haute fréquence.

Configuration des quatre appareils:

1. Les entrées d'horloge du générateur d'horloge, de l'oscillateur à cristal et du CPU doivent être aussi proches et éloignées que possible des autres appareils à basse fréquence.

2. Gardez le circuit de petit courant et le circuit de grand courant aussi loin que possible du circuit logique.

3. La position et l'orientation de la plaque d'impression dans le châssis doivent être telles que l'équipement avec beaucoup de chaleur se trouve sur le dessus.

Cinq lignes d'alimentation, de courant alternatif et de signal sont câblées séparément

Les lignes d'alimentation et les lignes AC doivent être placées sur une carte différente de la ligne de signal, dans la mesure du possible, sinon elles doivent être câblées séparément de la ligne de signal.

Six autres principes:

1. Ajouter une résistance de pull - up d'environ 10K sur le bus, favorable à l'anti - interférence.

2. Lors du câblage, la ligne d'adresse doit être aussi longue que possible et aussi courte que possible.

3. Les lignes des deux côtés du circuit imprimé doivent être alignées aussi verticalement que possible pour éviter les interférences mutuelles.

4. La taille du condensateur de découplage est généralement C = 1 / F, f étant la fréquence de transmission des données.

5. Les broches inutilisées sont connectées à VCC via une résistance de pull - up (environ 10K) ou en parallèle avec les broches utilisées.

6. Les éléments générateurs de chaleur (tels que les résistances de forte puissance, etc.) doivent éviter d'utiliser des éléments sensibles à la température (tels que les condensateurs électrolytiques, etc.).

7. L'utilisation du décodage complet a une performance anti - interférence plus forte que le décodage de ligne.

Pour contrôler les interférences des dispositifs de forte puissance sur les circuits des composants numériques du microcontrôleur et les interférences des circuits numériques sur les circuits analogiques, la masse numérique et la masse analogique doivent être connectées à un point de masse commun par une Self haute fréquence. Il s'agit d'un matériau magnétique cylindrique en Ferrite avec plusieurs trous dans la direction axiale. Un fil de cuivre plus épais traverse ces trous en un ou deux tours. Un tel dispositif peut être considéré comme une impédance nulle du signal basse fréquence, La perturbation du signal haute fréquence peut être considérée comme une inductance. (en raison de la grande résistance DC de l'inducteur, l'inducteur ne peut pas être utilisé comme une Self haute fréquence).

Lors de la connexion de lignes de signal autres que la carte de circuit imprimé, un câble blindé est généralement utilisé. Pour les signaux haute fréquence et les signaux numériques, les deux extrémités du câble blindé doivent être mises à la masse. Pour les câbles blindés de signaux analogiques basse fréquence, une extrémité doit être mise à la terre.

Les circuits qui sont très sensibles au bruit et aux interférences ou qui sont particulièrement bruyants à haute fréquence doivent être blindés à l'aide d'un couvercle métallique. L'effet du blindage ferromagnétique sur le bruit à haute fréquence de 500khz n'est pas évident, le blindage en cuivre mince fonctionne mieux. Lors de l'utilisation de vis pour fixer le blindage, faites attention à la corrosion causée par la différence de potentiel causée par le contact de différents matériaux

Sept condensateurs de découplage

Le condensateur de découplage entre l'alimentation du circuit intégré et la masse a deux fonctions: d'une part le condensateur de stockage d'énergie du circuit intégré et d'autre part le bruit haute fréquence du dispositif de dérivation. La valeur typique d'un condensateur de découplage dans un circuit numérique est de 0,1 ° f. la valeur typique de l'inductance distribuée de ce condensateur est de 5 ° H. Le condensateur de découplage 0,1 ° F a une inductance répartie de 5 ° H et sa fréquence de résonance en parallèle est d'environ 7 MHz. C'est - à - dire qu'il a un meilleur effet de découplage pour les bruits inférieurs à 10 MHz et peu d'effet sur les bruits supérieurs à 40 MHz.

Les condensateurs à 1 ° F et 10 ° f avec une fréquence de résonance en parallèle supérieure à 20 MHz éliminent mieux le bruit à haute fréquence.

Tous les 10 circuits intégrés nécessitent l'ajout d'un condensateur de charge et de décharge, ou d'un condensateur de stockage d'énergie, qui peut être sélectionné à environ 10 ° f. Il est préférable de ne pas utiliser de condensateurs électrolytiques. Le condensateur électrolytique est enroulé avec deux couches minces. Cette structure enroulée se comporte comme une inductance aux hautes fréquences. Utilisez un condensateur au tantale ou un condensateur en polycarbonate.

Le choix du condensateur de découplage n'a pas d'importance. Vous pouvez appuyer sur C = 1 / F, c'est - à - dire 0,1 ° F pour 10 MHz et 0,01 ° F pour 100 MHz.

Lors du soudage, les broches du condensateur de découplage doivent être aussi courtes que possible. Les longues broches provoquent l'auto - résonance du condensateur de découplage lui - même. Par example, la fréquence d'auto - résonance d'un condensateur en céramique de 1000 PF avec une longueur de broche de 6,3 mm est de l'ordre de 35 MHz, elle est de 32 MHz avec une longueur de broche de 12,6 mm.

Huit expériences pour réduire le bruit et les perturbations électromagnétiques

Principes de conception anti - interférence pour circuits imprimés

1. Une série de résistances peut être utilisée pour réduire le taux de saut des bords supérieur et inférieur du circuit de commande.

2. Essayez de faire le potentiel autour du circuit de signal d'horloge près de 0, avec le fil de masse autour de la zone d'horloge, le fil d'horloge doit être aussi court que possible.

4. Ne quittez pas les bornes de sortie des circuits de grille inutilisés. L'entrée positive d'un amplificateur opérationnel non utilisé doit être reliée à la masse et l'entrée négative à la sortie.

5. Essayez d'utiliser une ligne de pliage de 45 ° au lieu de 90 °, câblage pour réduire l'émission externe et le couplage des signaux à haute fréquence.

6. Les lignes d'horloge perpendiculaires aux lignes d'E / s ont moins d'interférences que les lignes d'horloge parallèles aux lignes d'E / S.

6. Les broches des composants doivent être aussi courtes que possible.

8. Ne pas câbler sous le cristal de quartz ou sous des composants particulièrement sensibles au bruit.

9. Ne pas former une boucle de courant autour de la ligne de masse du circuit de signal faible et du circuit de basse fréquence.

10. Si nécessaire, ajoutez une Self haute fréquence en Ferrite au circuit pour séparer le signal, le bruit, l'alimentation et la mise à la terre.

L'usine de PCB provoque une capacité distribuée de 2pf ~ 10pf dans son propre matériau d'encapsulation; Le connecteur sur la carte présente une inductance répartie de 520 îlots H; La prise de circuit intégré à deux fils à 24 broches introduit une inductance répartie de 4 îles h à 18 îles H.

Ci - dessus est la distribution de conception du circuit par l'usine de PCB.