Technologie PCB - Quels sont les facteurs d'interférence dans la conception de PCB

Dans la conception de PCB de système électronique, afin d'éviter de prendre des virages et de gagner du temps, les exigences anti - interférence doivent être pleinement prises en compte et satisfaites, et les mesures correctives anti - interférence doivent être évitées une fois la conception de PCB terminée. Il y a trois facteurs fondamentaux qui causent des perturbations:

(1) une source de brouillage est un composant, un équipement ou un signal qui produit un brouillage. En langage mathématique, il est décrit comme suit: du / DT, di / DT les endroits grands sont des sources d'interférence. Par exemple, la foudre, les relais, les Thyristors, les moteurs électriques, les horloges à haute fréquence, etc. peuvent tous devenir des sources de perturbation.

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

(3) Les dispositifs sensibles sont ceux qui sont vulnérables aux interférences. Tels que: A / D, convertisseur D / a, monopuce, IC numérique, amplificateur de signal faible, etc.

Les principes de base de la conception de diagramme de configuration PCB anti - interférence sont: supprimer la source d'interférence, couper le chemin de propagation des interférences et améliorer les performances anti - interférence des dispositifs sensibles. (similaire à la prévention des maladies infectieuses)

1 suppression des sources d'interférence

L'inhibition des sources d'interférence est réalisée afin de réduire autant que possible le du / DT et le di / DT des sources d'interférence. C'est le principe le plus prioritaire et le plus important dans la conception de PCB anti - interférence, qui a généralement un effet de double puissance. La réduction du / DT de la source d'interférence est principalement obtenue en mettant en parallèle des condensateurs aux deux extrémités de la source d'interférence. La réduction de di / DT de la source d'interférence est obtenue en mettant en série une inductance ou une résistance avec la boucle de la source d'interférence et en ajoutant une diode de roue libre.

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

(1) une diode de roue libre a été ajoutée à la bobine du relais pour éliminer les interférences de la force contre - électromotrice générée lorsque la bobine est ouverte. Seule l'ajout d'une diode de roue libre retardera le temps d'ouverture du relais. Après avoir ajouté une Diode Zener, le relais peut fonctionner plus de fois par unité de temps.

(2) un circuit de suppression d'étincelle (généralement un circuit série RC avec une résistance généralement choisie entre quelques K et quelques dizaines de K et un condensateur de 0,01 UF) est connecté en parallèle aux deux extrémités du contact du relais pour réduire l'effet de l'étincelle électrique.

(3) ajoutez un circuit de filtrage au moteur et Notez que les condensateurs et les conducteurs inductifs doivent être aussi courts que possible.

(4) Chaque ci de la carte doit être connecté en parallèle avec un condensateur haute fréquence de 0,01°f ½ 0,1°f afin de réduire l’impact du ci sur l’alimentation. Faites attention au câblage des condensateurs haute fréquence. Le câblage doit être proche de la borne d'alimentation et aussi court que possible. Sinon, la résistance série équivalente du condensateur augmente, ce qui affecte l'effet de filtrage.

(5) la ligne de pliage de 90 degrés doit être évitée lors du câblage afin de réduire l'émission de bruit à haute fréquence.

(6) Les deux extrémités du Thyristor sont en parallèle avec le circuit de réjection RC pour réduire le bruit produit par le Thyristor (ce bruit peut endommager le thyristor).

Selon le chemin de propagation de la perturbation, il peut être divisé en deux types de perturbation conductrice et de perturbation rayonnante.

Par interférence par conduction, on entend une interférence qui se propage par un fil à un appareil sensible. Les bandes de fréquences du bruit interférentiel haute fréquence et du signal utile sont différentes et peuvent être résolues en ajoutant un filtre sur le fil pour couper la propagation du bruit interférentiel haute fréquence et parfois un couplage optique isolé. Le bruit d'alimentation est le plus nocif, il faut donc porter une attention particulière à sa manipulation. 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 avec une ligne de terre et à ajouter un blindage sur l'appareil sensible.

Les mesures courantes pour couper le chemin de propagation des interférences sont les suivantes:

(1) tenir pleinement compte de l'influence de l'alimentation sur le microcontrôleur. Si l'alimentation est bien faite, le problème d'anti - interférence de l'ensemble du circuit résoudra plus de la moitié. De nombreux monoblocs sont très sensibles au bruit d'alimentation, et un circuit de filtrage ou un régulateur de tension doit être ajouté à l'alimentation du monobloc pour réduire les interférences du bruit d'alimentation sur le monobloc. Par exemple, les billes magnétiques et les condensateurs peuvent être utilisés pour former un circuit de filtre de forme ocre. Bien entendu, lorsque les conditions ne sont pas élevées, on peut utiliser 100 résistances insulaires à la place des billes magnétiques.

(2) faites attention au câblage de l'oscillateur à cristal. L'oscillateur à cristal est placé le plus près possible des broches du microcontrôleur, la zone d'horloge est isolée par la ligne de masse, le boîtier de l'oscillateur à cristal est mis à la masse et fixé. Cette mesure pourrait résoudre de nombreux problèmes difficiles.

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

(4) séparez la zone numérique de la zone analogique avec le fil de terre, séparez la mise à la terre numérique de la mise à la terre analogique et enfin connectez - la à la mise à la terre de l'alimentation en un point. Le câblage des puces A / D et D / A est également basé sur ce principe, une exigence prise en compte par les fabricants lors de l'attribution de la disposition des broches des puces A / D et D / a.

(5) Les lignes de masse des machines à puce unique et des dispositifs de forte puissance doivent être mises à la terre séparément afin de réduire les interférences mutuelles. Placez l'appareil de forte puissance sur le bord de la carte autant que possible.

(6) l'utilisation de billes magnétiques, d'anneaux magnétiques, de filtres d'alimentation, de blindages et d'autres éléments anti - interférence dans des endroits clés tels que le port d'E / s, le cordon d'alimentation, le cordon de connexion de la carte de circuit, etc. de la machine à puce unique peut améliorer considérablement les performances anti - interférence du circuit.

3 Amélioration de la résistance aux interférences des dispositifs sensibles

L'amélioration de la performance anti - interférence d'un équipement sensible est une méthode qui minimise la captation du bruit d'interférence du côté de l'équipement sensible et récupère le plus rapidement possible des situations anormales.

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

(1) Minimiser la zone de boucle lors du câblage pour réduire le bruit induit.

(2) lors du câblage, le cordon d'alimentation et le fil de 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 libre de la machine à puce unique, ne flottez pas, devrait être mis à la terre ou connecté à l'alimentation. Sans changer la logique du système, les bornes libres des autres ci sont mises à la masse ou connectées à une source d'alimentation.

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

(5) sous réserve que la vitesse puisse répondre aux exigences, minimisez l'oscillateur à cristal de la machine à puce unique, choisissez un circuit numérique à faible vitesse.

(6) en règle générale, dans la conception de l'usine de PCB, les dispositifs IC sont soudés directement sur la carte, rarement avec la prise IC.