PCB 기술 - PCB 회로의 간섭 방지 설계

PCB 회로 내간섭은 전자 시스템 설계에서 시행착오를 피하고 시간을 절약하기 위해 우리는 내간섭 요구를 충분히 고려하고 만족시켜 설계가 완료된 후 내간섭 보완 조치를 취하지 않도록 해야 한다.간섭에는 세 가지 기본 요소가 있습니다.

(1) 간섭 소스는 간섭을 발생시키는 컴포넌트, 장비 또는 신호입니다.수학 언어로 다음과 같이 설명합니다: Du/DT, 여기서 di/DT는 매우 크며 간섭원입니다.예를 들어, 번개, 릴레이, 트랜지스터, 모터 및 고주파 시계는 모두 간섭원이 될 수 있습니다.

(2) 전파경로란 교란원이 교란원으로부터 민감한 설비로 전파되는 경로 또는 매체를 말한다.일반적인 간섭 전파 경로는 도선을 통한 전도와 공간에서의 복사이다.

(3) 민감한 설비는 방해를 받기 쉬운 설비이다.예: A/D, D/A 동글, 단편기, 디지털 IC, 약한 신호 증폭기 등.

간섭 방지 설계의 기본 원리는 간섭 소스를 억제하고 간섭 전파 경로를 차단하여 민감한 부품의 간섭 방지 성능을 향상시키는 것이다.(전염병 예방과 유사)

1 간섭원의 억제

간섭원을 억제하는 것은 간섭원의 Du/dt와 di/dt를 가능한 한 낮추기 위한 것이다.이것은 간섭 방지 설계에서 우선순위가 가장 높고 가장 중요한 원칙으로 종종 적은 노력으로 큰 효과를 거둘 수 있다.간섭원을 낮추는 Du/dt는 주로 간섭원 양쪽의 콘덴서를 병렬로 연결하여 실현된다.직렬 감지나 저항을 통해 간섭원 회로에 속류 다이오드를 추가하여 간섭원 di/dt를 낮추는 목적을 실현하였다.

간섭 소스를 억제하는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

(1) 계전기 코일에는 코일이 끊어질 때 발생하는 반EMF 간섭을 제거하기 위해 리플렉션 다이오드가 추가되었다.리플렉싱 다이오드만 증가하면 릴레이의 분리 시간이 지연됩니다.제나 다이오드를 추가하면 계전기는 단위 시간 내에 더 여러 번 동작할 수 있다.

(2) 불꽃 억제 회로 (일반적으로 RC 직렬 회로, 저항은 일반적으로 몇 K에서 수십 K, 용량은 0.01uF)를 계전기 접점 양쪽에 병렬하여 전기 불꽃의 영향을 줄인다.

(3) 전기 기계에 필터 회로를 추가하고, 용량과 전기 감각의 지시선이 가능한 한 짧다는 것을 주의한다.

(4) 회로 기판의 각 IC는 전원 공급 장치에 대한 IC의 영향을 줄이기 위해 병렬로 연결된 0.01 ° F ½ 0.1 ° F 고주파 커패시터를 연결해야 합니다.고주파 콘덴서의 접선에 주의하세요.케이블은 전원 공급 장치에 가깝고 두껍고 짧아야 합니다.그렇지 않으면 콘덴서의 등가 직렬 저항이 증가하여 필터 효과에 영향을 줄 수 있습니다.

(5) 배선할 때 90도 단선을 피하여 고주파 소음의 발사를 줄여야 한다.

(6) 트랜지스터 양쪽 끝을 RC와 병렬하여 회로를 억제하여 트랜지스터에서 발생하는 소음을 낮춘다 (소음이 심할 경우 트랜지스터가 고장날 수 있다).

간섭의 전파 경로에 따라 전도 간섭과 복사 간섭으로 나눌 수 있다.

전도 간섭이란 도선을 통해 민감한 설비로 전송되는 간섭을 말한다.노이즈를 방해하는 고주파 대역은 신호를 사용하는 대역과 다릅니다.고주파 간섭 잡음의 전파는 도체에 필터를 추가하여 차단할 수 있으며, 때로는 격리 광 결합을 추가할 수도 있다.전원 소음의 피해가 가장 크므로 특히 주의해서 처리해야 한다.방사선 교란이란 공간 방사선을 통해 민감한 장비로 전송되는 교란을 말한다.일반적인 솔루션은 간섭원과 민감한 장치 사이의 거리를 늘리고, 접지선으로 격리하며, 민감한 장치에 마스크를 추가하는 것입니다.

간섭 전파 경로를 차단하는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

(1) 전원이 MCU에 미치는 영향을 충분히 고려한다.전원이 잘 작동하면 전체 회로의 방해 방지 능력이 절반 이상 해결됩니다.많은 단편기는 전원 소음에 매우 민감하다.단편기 전원은 필터 회로나 전압 조절기를 증가시켜 전원 소음이 단편기에 대한 방해를 줄여야 한다.예를 들어, 성형 필터 회로는 자기 구슬과 콘덴서로 구성될 수 있습니다.물론 조건이 높지 않을 때는 자기구슬 대신 100섬 저항기를 사용할 수도 있다.

(2) 단일 장치의 I/O 포트가 모터와 같은 노이즈 장치를 제어하는 데 사용되는 경우 I/O 포트와 노이즈 소스 간의 격리가 증가해야 합니다 (정형 필터 회로가 증가해야 함).모터와 같은 노이즈 제어 장치의 경우 I/O 포트와 노이즈 소스 사이에 격리를 늘려야 합니다 (정형 필터 회로를 늘려야 함).

(3) 결정 발진기의 연결에 주의한다.트랜지스터 발진기는 단편기 핀과 가능한 한 접근해야 하고, 시계 영역은 지선과 격리되어야 하며, 트랜지스터 발진기 케이스는 접지하여 고정되어야 한다.이 조치는 많은 난제를 해결할 수 있다.

(4) 회로 기판은 강약 신호, 디지털과 아날로그 신호와 같이 합리적으로 구분해야 한다.간섭원 (예: 모터, 릴레이) 은 가능한 한 민감한 부품 (예: 단편기) 을 멀리해야 한다.

(5) 지선을 사용하여 디지털 영역과 아날로그 영역을 분리하고, 디지털 접지와 아날로그 접지를 분리하고, 마지막으로 한 점에서 전원 접지에 연결한다.a/D와 D/a 칩의 배선도 이 원리에 근거한다.제조업체는 a/D 및 D/a 칩의 핀 배열을 할당할 때 이 요구 사항을 고려했습니다.

(6) 단편기와 고출력 부품의 지선은 각각 접지하여 상호 간섭을 줄여야 한다.고출력 장치는 가능한 한 회로 기판의 가장자리에 놓아야 한다.

(7) MCU I/O 포트, 전원 코드, 회로 기판 연결 코드 등 핵심 부위에 자기 구슬, 자기 고리, 전원 필터, 차폐 덮개 등 방해 방지 소자를 사용하면 회로의 방해 방지 성능을 현저하게 향상시킬 수 있다.

3 민감한 부품의 간섭 방지 성능 향상

민감 부품의 간섭 방지 성능 향상은 간섭 노이즈 픽업을 최소화하고 이상 상태에서 가능한 한 빨리 복구하는 방법입니다.

민감한 부품의 간섭 방지 성능을 향상시키는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

(1) 연결할 때 회로 면적을 최대한 줄여 감응 소음을 줄여야 한다.

(2) 케이블을 연결할 때 전원 코드와 지선은 가능한 두꺼워야 합니다.전압을 낮추는 것 외에 더 중요한 것은 결합 소음을 낮추는 것이다.

(3) 단일 시스템의 유휴 I/O 포트의 경우 공중 또는 전원 공급 장치에 걸지 마십시오.시스템 논리를 변경하지 않고 다른 IC의 유휴 단자 접지 또는 전원에 연결합니다.

(4) imp809, imp706, imp813 등 단편기 전원 모니터링 문지기 회로 사용