PCB Tecnico - Conosci il design e il layout anti-interferenza PCB

Il problema anti-interferenza è un collegamento molto importante nella progettazione moderna del circuito, 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.

Sarai in grado di progettare le caratteristiche di potenza di PCB anti-interferenza

2. Linea di trasmissione

Ci sono solo due tipi di linee di trasmissione possibili in PCB: linea a striscia e linea a microonde. Il problema più grande della linea 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 aumenta la difficoltà di analisi del segnale; La riflessione causerà la perdita di ritorno (perdita di ritorno), e il suo impatto sul segnale è grave quanto l'impatto dell'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.

Attacco di impedenza comune

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

I principi della progettazione del filo di terra sono:

(1) La terra digitale è separata dalla terra analogica. 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 terra dovrebbe essere corto e affittato e il foglio di terra di grande area simile a griglia dovrebbe essere utilizzato intorno al componente ad alta frequenza il più possibile.

(2) Il filo di messa a terra dovrebbe essere il più spesso possibile. Se il filo di terra utilizza una linea molto stretta, il potenziale di terra cambia con il cambiamento della corrente, che riduce le prestazioni anti-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.

(3) Il filo di messa a terra forma un ciclo 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 del 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) I cavi del condensatore non dovrebbero essere troppo lunghi, specialmente per i condensatori di bypass ad alta frequenza.

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.

Tipo di filtro

(3) Schermatura.

(4) Prova a ridurre la velocità dei dispositivi ad alta frequenza.

(5) Aumentare la 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 sovraccarico del filo elettromagnetico e può anche prevenire la radiazione.