PCB Tecnico - Analisi di metodi comuni per sopprimere le fonti di interferenza nella progettazione di schede PCB

Nella progettazione PCB del sistema elettronico, al fine di evitare deviazioni e risparmiare tempo, dovremmo considerare pienamente e soddisfare i requisiti di anti-interferenza ed evitare misure correttive anti-interferenza dopo il completamento della progettazione. Ci sono tre elementi di base per formare interferenze:

(1) Una sorgente di interferenza si riferisce a un componente, dispositivo o segnale di interferenza descritto in matematica la

nguage come segue: DU /dt, DI /dt Una sorgente di interferenza è grande. Come: fulmine, relè, tiristor, motore, orologio ad alta frequenza, ecc., possono diventare una fonte di interferenza.

(2) Percorso di propagazione: si riferisce al percorso o mezzo attraverso il quale l'interferenza si diffonde dalla sorgente di interferenza al dispositivo sensibile. I percorsi tipici di propagazione delle interferenze sono la conduzione attraverso fili e radiazioni nello spazio.

(3) I dispositivi sensibili si riferiscono a oggetti facilmente disturbati. Come: convertitore A/D, D/A, MCU, IC digitale, amplificatore di segnale debole, ecc Il principio di base della progettazione anti-interferenza è quello di sopprimere la sorgente di interferenza, tagliare il percorso di propagazione delle interferenze e migliorare le prestazioni anti-interferenza dei dispositivi sensibili.

1 Sopprimere le fonti di interferenza

Per sopprimere una sorgente di interferenza, ridurre al minimo il DU /dt e di/dt della sorgente di interferenza. Questa è la prima considerazione e principio importante nella progettazione anti-interferenza, spesso può ottenere il doppio del risultato con metà dello sforzo. Per ridurre il DU/DT di una sorgente di interferenza, collegare i condensatori in parallelo ad entrambe le estremità della sorgente di interferenza. Per ridurre il DI/DT della sorgente di interferenza, l'induttore o la resistenza è collegato in serie nel circuito sorgente di interferenza e il diodo continuo è aggiunto.

Le misure comuni per sopprimere le fonti di interferenza sono le seguenti:

(1) Il diodo continuo è aggiunto alla bobina del relè per eliminare l'interferenza emf posteriore generata quando la bobina è scollegata. L'aggiunta solo del diodo continuo renderà il tempo di disconnessione del ritardo del relè e il relè può funzionare più volte per unità di tempo dopo l'aggiunta del diodo regolato.

(2) Il circuito di soppressione della scintilla è collegato ad entrambe le estremità del contatto del relè (circuito di serie RC in generale, la resistenza è solitamente selezionata da diversi K a decine di K, la capacità è selezionata da 0.01uF) per ridurre l'impatto della scintilla elettrica.

(3) Aggiungere il circuito del filtro al motore, prestare attenzione ai cavi del condensatore e dell'induttore dovrebbero essere il più breve possibile.

(4) Ogni IC sul circuito stampato dovrebbe essere collegato con un condensatore ad alta frequenza 0.01μF ~ 0.1μF per ridurre l'influenza del IC sull'alimentazione elettrica. Prestare attenzione al cablaggio dei condensatori ad alta frequenza. Il cablaggio dovrebbe essere vicino all'estremità dell'alimentazione elettrica e il più breve possibile. Altrimenti, la resistenza di serie equivalente della capacità sarà aumentata, che influenzerà l'effetto filtrante.

(5) Evitare la linea rotta di 90 gradi durante il cablaggio, ridurre l'emissione di rumore ad alta frequenza.

(6) entrambe le estremità del circuito di soppressione SCR e RC, ridurre il rumore generato dall'SCR (questo rumore può essere grave in caso di guasto SCR).

Secondo il percorso di propagazione dell'interferenza, può essere diviso in due tipi: interferenza di conduzione e interferenza di radiazione.

La cosiddetta interferenza condotta si riferisce all'interferenza trasmessa al dispositivo sensibile attraverso il cavo. La h

Il rumore ad alta frequenza è diverso dal segnale utile in banda di frequenza. Può essere tagliato aggiungendo filtri sul filo e talvolta può anche essere risolto aggiungendo accoppiatore ottico isolato. Rischi di rumore dell'alimentazione elettrica, per prestare particolare attenzione al trattamento. La cosiddetta interferenza di radiazione si riferisce all'interferenza propagata ai dispositivi sensibili attraverso la radiazione spaziale. La soluzione generale è aumentare la distanza tra la sorgente di interferenza e il dispositivo sensibile, isolarli dalla linea di terra e aggiungere una copertura sul dispositivo sensibile.

2 Le misure comuni per tagliare il percorso di propagazione delle interferenze sono le seguenti:

(1) Considerare pienamente l'influenza dell'alimentazione elettrica su SCM. Se l'alimentazione elettrica è fatta bene, l'anti-interferenza dell'intero circuito è risolta per la maggior parte. Molti microcontrollori sono molto sensibili al rumore dell'alimentazione elettrica, quindi è necessario aggiungere un circuito filtrante o un regolatore di tensione all'alimentazione elettrica per ridurre l'interferenza del rumore dell'alimentazione elettrica al singolo chip. Ad esempio, perline magnetiche e condensatori possono essere utilizzati per formare un circuito filtrante a forma di π ; ma le condizioni meno impegnative possono anche essere sostituite da resistenze da 100 π .

(2) se la porta I/O dell'MCU è utilizzata per controllare i dispositivi acustici come i motori, l'isolamento deve essere aggiunto tra la porta I/O e la sorgente di rumore (aumentare il circuito filtrante a forma di π ). Il motore di controllo e gli altri dispositivi di rumore, nella porta I/O e la sorgente di rumore devono essere isolati (aumentare il circuito filtrante a forma di π ).

(3) Prestare attenzione al cablaggio di cristallo. Oscillatore di cristallo e perno MCU il più vicino possibile, la linea di terra all'area dell'orologio isolato, guscio dell'oscillatore di cristallo a terra e fissato. Questa misura risolverà molti problemi difficili.

(4) divisione ragionevole del circuito stampato, quali segnali forti e deboli, segnali digitali e analogici. Tenere le fonti di interferenza (come motori e relè) lontane per quanto possibile da componenti sensibili (come microcontrollori).

(5) La linea di terra separa l'area digitale dall'area analogica. Il terreno digitale e il terreno analogico dovrebbero essere separati e collegati al terreno di alimentazione in un punto. Anche il cablaggio dei chip A/D e D/A si basa su questo principio. Il produttore ha tenuto conto di questo requisito quando assegna la disposizione dei pin dei chip A/D e D/A.

(6) Il filo di terra di MCU e dispositivo ad alta potenza dovrebbe essere messo a terra separatamente per ridurre l'interferenza reciproca. Ogni volta che possibile, i componenti ad alta potenza devono essere posizionati sul bordo del circuito stampato.

(7) Nella porta I/O di MCU, nella linea elettrica, nella linea di collegamento del circuito stampato e in altri punti chiave per utilizzare componenti anti-interferenza quali perline magnetiche, anelli magnetici, filtri di potenza, copertura di schermatura, possono migliorare significativamente le prestazioni anti-interferenza del circuito.

Migliorare le prestazioni anti-interferenza dei dispositivi sensibili

Il miglioramento delle prestazioni anti-interferenza dei dispositivi sensibili si riferisce al metodo per ridurre il rilevamento del rumore di interferenza e recuperare da uno stato anomalo il più presto possibile.

Le misure comuni per migliorare le prestazioni anti-interferenza dei dispositivi sensibili sono le seguenti:

(1) Quando il cablaggio, minimizzare l'area dell'anello del ciclo per ridurre il rumore indotto.

(2) Durante il cablaggio, i cavi di alimentazione e i cavi di terra dovrebbero essere il più spessi possibile. Oltre a ridurre la caduta di pressione, è più importante ridurre il rumore di accoppiamento.

(3) Per la porta I/O IDLE della MCU, non appendere, a terra o collegare all'alimentazione elettrica. Le estremità inattive di altri ics sono messe a terra o collegate all'alimentazione senza cambiare la logica del sistema.

(4) L'uso del monitoraggio di potenza e del circuito watchdog per il microcomputer singolo chip, quali IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, ecc., può notevolmente migliorare la prestazione anti-interferenza di tutto il circuito.

(5) Sulla premessa che la velocità può soddisfare i requisiti, cercare di ridurre la vibrazione di cristallo del singolo chip e selezionare il circuito digitale a bassa velocità.

(6) dispositivi IC, per quanto possibile, saldati direttamente sul circuito stampato, con meno sedile IC.

Al fine di ottenere una buona anti-interferenza, quindi vediamo spesso la scheda PCB sulla divisione a terra del cablaggio. Ma non tutti i circuiti ibridi digitali e analogici devono essere a terra - split piano. Perché tale segmentazione è per ridurre l'interferenza del rumore.

Teoria: la frequenza generale nel circuito digitale sarà superiore alla frequenza del circuito analogico e essi stessi segnaleranno con il piano di terra forma un reflusso (perché nella trasmissione del segnale, filo di rame e filo di rame esiste tra tutti i tipi di capacità e induttanza distribuite), se mettiamo la terra mescolata insieme, poi il backflow si intersecherà reciprocamente nei circuiti digitali e analogici. E li separiamo in modo che formino un reflusso solo dentro di loro. Sono collegati solo da una resistenza ohmica zero o da una perla magnetica perché erano la stessa terra fisica, e ora il cablaggio li separa, e dovrebbero essere collegati.