Technologie PCB - Technologie anti - interférence dans la conception de circuits numériques 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) l'équipement sensible est un objet susceptible d'être perturbé. Tels que: A / D, convertisseur D / a, monopuce, IC numérique, amplificateur de signal faible, etc.

Les principes de base de la conception de PCB anti - interférence sont: supprimer la source d'interférence, couper le chemin de propagation de l'interférence 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 faites attention aux condensateurs et aux conducteurs inductifs les plus courts possibles.

(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 la carte de circuit de réjection RC pour réduire le bruit généré par le Thyristor (lorsque le bruit est grave, le Thyristor peut échouer).

Couper le chemin de propagation des interférences

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'équipement sensible, à les isoler avec une ligne de terre et à ajouter un blindage à l'équipement 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, il est donc nécessaire d'ajouter un circuit de filtrage ou un régulateur de tension 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) Si le port d'entrée / sortie d'une machine à puce unique est utilisé pour contrôler des dispositifs bruyants tels que des moteurs, une isolation (ajout d'un circuit de filtrage ocre) doit être ajoutée entre le port d'entrée / sortie et la source de bruit.

Pour contrôler les dispositifs bruyants tels que les moteurs, une isolation doit être ajoutée entre le port d'E / s et la source de bruit (ajout d'un circuit de filtre de mise en forme).

(3) 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.

(4) la partition de la carte est raisonnable, comme 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).

(5) 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.

(6) 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.

(7) 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 MCU, le cordon d'alimentation, le cordon de connexion de la carte PCB, peut améliorer considérablement les performances anti - interférence du circuit.