PCB Tecnico - Progettazione anti-essiccazione del bordo stradale della linea PCB?

Il problema anti-interferenza è un collegamento molto importante nella progettazione del circuito moderno, che riflette direttamente le prestazioni e l'affidabilità dell'intero sistema. Per gli ingegneri PCB, la progettazione anti-interferenza è il punto chiave e difficile che tutti devono padroneggiare.

La presenza di interferenze nella scheda PCB

Nella ricerca attuale, si è scoperto che ci sono quattro interferenze principali nella progettazione del PCB: rumore dell'alimentazione elettrica, interferenza della linea di trasmissione, accoppiamento e interferenza elettromagnetica (EMI).

1. Rumore dell'alimentazione elettrica

Nel circuito ad alta frequenza, il rumore dell'alimentatore ha un'influenza particolarmente evidente sul segnale ad alta frequenza. Pertanto, il primo requisito è che l'alimentazione elettrica sia a basso rumore. Qui, un terreno pulito è importante quanto una fonte di energia pulita.

2. Linea di trasmissione

Ci sono solo due tipi di linee di trasmissione possibili in un PCB: linea a striscia e linea a microonde. Il problema più grande delle linee di trasmissione è la riflessione. La riflessione causerà molti problemi. Ad esempio, il segnale di carico sarà la sovrapposizione del segnale originale e del segnale di eco, che aumenterà la difficoltà di analisi del segnale; La riflessione causerà la perdita di ritorno (perdita di ritorno), che influenzerà il segnale. L'impatto è grave quanto quello causato dall'interferenza acustica additiva.

3. Accoppiamento

Il segnale di interferenza generato dalla sorgente di interferenza provoca interferenze elettromagnetiche al sistema di controllo elettronico attraverso un determinato canale di accoppiamento. Il metodo di accoppiamento di interferenza non è altro che agire sul sistema di controllo elettronico attraverso fili, spazi, linee comuni, ecc Dopo l'analisi, ci sono principalmente i seguenti tipi: accoppiamento diretto, accoppiamento di impedenza comune, accoppiamento capacitivo, accoppiamento di induzione elettromagnetica, accoppiamento di radiazione, ecc.

4. Interferenza elettromagnetica (EMI)

Interferenza elettromagnetica EMI ha due tipi: interferenza condotta e interferenza irradiata. L'interferenza condotta si riferisce all'accoppiamento (interferenza) dei segnali su una rete elettrica ad un'altra rete elettrica attraverso un mezzo conduttivo. L'interferenza radiata si riferisce alla sorgente di interferenza che collega (interferenza) il suo segnale ad un'altra rete elettrica attraverso lo spazio. Nel PCB ad alta velocità e nella progettazione del sistema, le linee di segnale ad alta frequenza, i pin del circuito integrato, i vari connettori, ecc. possono diventare sorgenti di interferenza di radiazione con caratteristiche dell'antenna, che possono emettere onde elettromagnetiche e influenzare altri sistemi o altri sottosistemi nel sistema. lavoro normale.

Misure anti-interferenza PCB e circuiti

Il design anti-inceppamento del circuito stampato è strettamente correlato al circuito specifico. Successivamente, faremo solo alcune spiegazioni su diverse misure comuni di progettazione anti-inceppamento PCB.

1. Design del cavo di alimentazione

Secondo le dimensioni della corrente del circuito stampato, cercare di aumentare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della trasmissione dei dati, che aiuta a migliorare la capacità anti-rumore.

2. Progettazione del filo di terra

Il terreno digitale è separato dal terreno analogico. Se ci sono entrambi circuiti logici e circuiti lineari sul circuito stampato, dovrebbero essere separati il più possibile. La terra del circuito a bassa frequenza dovrebbe essere messa a terra in parallelo in un unico punto il più possibile. Quando il cablaggio effettivo è difficile, può essere parzialmente collegato in serie e quindi messo a terra in parallelo. Il circuito ad alta frequenza dovrebbe essere messo a terra in più punti in serie, il filo di massa dovrebbe essere corto e spesso e il foglio di terra a forma di griglia di grande area dovrebbe essere utilizzato intorno al componente ad alta frequenza il più possibile.

Il filo di messa a terra dovrebbe essere il più spesso possibile. Se per il filo di messa a terra viene utilizzata una linea molto sottile, il potenziale di messa a terra cambia con la corrente, che riduce la resistenza al rumore. Pertanto, il filo di terra dovrebbe essere ispessito in modo che possa passare tre volte la corrente consentita sul bordo stampato. Se possibile, il filo di messa a terra dovrebbe essere 2~3mm o più.

Il filo di terra forma un anello chiuso. Per le schede stampate composte solo da circuiti digitali, la maggior parte dei loro circuiti di messa a terra sono disposti in loop per migliorare la resistenza al rumore.

3. Configurazione del condensatore di disaccoppiamento

Uno dei metodi convenzionali di progettazione PCB è quello di configurare condensatori di disaccoppiamento appropriati su ogni parte chiave della scheda stampata.

I principi generali di configurazione dei condensatori di disaccoppiamento sono:

1. Collegare un condensatore elettrolitico 10 ~ 100uf attraverso l'ingresso di potenza. Se possibile, è meglio connettersi a 100uF o più.

2. In linea di principio, ogni chip di circuito integrato dovrebbe essere dotato di un condensatore ceramico 0.01pF. Se lo spazio della scheda stampata non è sufficiente, un condensatore 1-10pF può essere organizzato per ogni chip 4 ~ 8.

3. Per i dispositivi con debole capacità anti-rumore e grandi cambiamenti di potenza durante l'arresto, come i dispositivi di memoria RAM e ROM, un condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere collegato direttamente tra la linea di alimentazione e la linea di terra del chip.

4. Il cavo del condensatore non dovrebbe essere troppo lungo, in particolare il condensatore di bypass ad alta frequenza non dovrebbe avere piombo.

4. Metodi per eliminare le interferenze elettromagnetiche nella progettazione PCB

1. Ridurre i loop: Ogni loop è equivalente a un'antenna, quindi abbiamo bisogno di ridurre al minimo il numero di loop, l'area del loop e l'effetto antenna del loop. Assicurarsi che il segnale abbia un solo percorso di loop in due punti, evitare loop artificiali e cercare di utilizzare il livello di potenza.

2. Filtrazione: Il filtraggio può essere utilizzato per ridurre EMI sia sulla linea di alimentazione che sulla linea di segnale. Esistono tre metodi: condensatori di disaccoppiamento, filtri EMI e componenti magnetici.

3. Schermatura.

4. Ridurre la velocità dei dispositivi ad alta frequenza il più possibile.

5. l'aumento della costante dielettrica della scheda PCB può impedire alle parti ad alta frequenza come la linea di trasmissione vicina alla scheda di irradiarsi verso l'esterno; Aumentare lo spessore della scheda PCB e ridurre al minimo lo spessore della linea microstrip può impedire il filo elettromagnetico di traboccare e anche prevenire le radiazioni.