PCB 기술 - 디지털 회로 PCB 설계의 간섭 방지 기술

전자 시스템 PCB 설계에서 시행착오를 피하고 시간을 절약하기 위해서는 간섭 방지 요구 사항을 충분히 고려하고 충족해야 하며 PCB 설계가 완료된 후에는 간섭 방지 보완 조치를 피해야 한다.방해를 일으키는 기본적인 요인은 세 가지입니다.

(1) 간섭 소스는 간섭이 발생하는 부품, 장치 또는 신호입니다.수학 언어로 다음과 같이 설명합니다: du/dt, di/dt가 큰 곳은 간섭원입니다.예를 들어, 번개, 릴레이, 트랜지스터, 모터, 고주파 시계 등은 모두 교란원이 될 수 있다.

(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 물체를 말한다.예: A/D, D/A 동글, 단편기, 디지털 IC, 약한 신호 증폭기 등.

간섭 방지 PCB 설계의 기본 원칙은 간섭 소스를 억제하고 간섭 전파 경로를 차단하며 민감한 부품의 간섭 방지 성능을 향상시키는 것이다.(전염병 예방과 유사)

1 간섭원 억제

간섭원을 억제하는 것은 간섭원의 du/dt와 di/dt를 가능한 한 줄이기 위한 것이다.이것은 간섭 방지 PCB 설계에서 가장 우선적이고 중요한 원칙으로 종종 적은 노력으로 큰 효과를 낸다.

간섭원을 낮추는 du/dt는 주로 간섭원의 양쪽에 콘덴서를 병렬하여 실현된다.간섭원을 줄이는 di/dt는 감전이나 저항을 간섭원 회로와 직렬로 연결하고 속류 다이오드를 추가함으로써 실현된다.

간섭 소스를 억제하는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

(1) 계전기 코일에 속류 다이오드를 추가하여 코일이 끊어질 때 발생하는 반전동 세력의 간섭을 제거한다.리플렉싱 다이오드 하나만 추가하면 계전기의 분리 시간이 지연됩니다.제너 다이오드를 추가하면 계전기는 단위 시간당 더 여러 번 운행할 수 있다.

(2) 계전기 접점의 양쪽 끝에 하나의 불꽃 억제 회로를 병렬로 연결한다 (일반적으로 RC 직렬 회로, 저항은 보통 몇 개의 K에서 수십 K 사이, 콘덴서는 0.01uF). 전기 불꽃의 영향을 줄인다.

(3) 모터에 필터 회로를 추가하고 가능한 한 짧은 콘덴서와 인덕션에 주의하십시오.

(4) 회로 기판의 각 IC는 0.01 ° F ½ 0.1 ° F 고주파 콘덴서와 병렬하여 IC가 전원에 미치는 영향을 줄여야 합니다.고주파 콘덴서의 접선에 주의하세요.연결은 전원 공급 장치 끝에 가깝고 가능한 한 짧아야 합니다.그렇지 않으면 콘덴서의 등가 직렬 저항이 증가하여 필터 효과에 영향을 줄 수 있습니다.

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

(6) 트랜지스터의 양 끝은 RC 억제 회로 기판과 병렬되어 트랜지스터에서 발생하는 소음을 감소시킵니다 (소음이 심할 경우 트랜지스터가 고장날 수 있음).

간섭 전파 경로 차단

간섭의 전파 경로에 따라 전도 간섭과 복사 간섭 두 종류로 나눌 수 있다.

전도 간섭이란 도선을 통해 민감한 설비로 전파되는 간섭을 말한다.고주파 간섭 노이즈는 유용 신호의 주파수 대역과 달리 도선에 필터를 추가해 고주파 간섭 노이즈의 전파를 차단할 수 있고, 때로는 격리 광 결합을 추가해 해결할 수도 있다. 전원 노이즈의 피해가 가장 크기 때문에 처리에 각별히 유의해야 한다.방사선 교란이란 공간 방사선을 통해 민감한 설비로 전파되는 교란을 말한다.일반적인 솔루션은 간섭원과 민감한 장치 사이의 거리를 늘리고 용지선으로 격리하며 민감한 장치에 차단을 추가하는 것입니다.

간섭 전파 경로를 차단하는 일반적인 조치는 다음과 같습니다.

(1) 전원이 마이크로컨트롤러에 미치는 영향을 충분히 고려한다.전원 공급 장치가 잘 작동하면 전체 회로의 간섭 방지 문제가 절반 이상 해결됩니다.많은 단편기는 전원 소음에 매우 민감하기 때문에 단편기 전원에 필터 회로나 전압 조절기를 추가하여 전원 소음이 단편기에 미치는 방해를 줄일 필요가 있다.예를 들어, 자기 구슬과 콘덴서는 필터 회로를 형성하는 데 사용될 수 있습니다.물론 조건이 높지 않을 때는 자기구슬 대신 섬 저항기 100개를 사용할 수 있다.

(2) 단일 시스템의 I/O 포트가 모터와 같은 노이즈 장치를 제어하는 데 사용되는 경우 I/O 포트와 노이즈 소스 사이에 분리를 추가해야 합니다 (정형 필터 회로 추가).

모터와 같은 노이즈 장치를 제어하려면 I/O 포트와 노이즈 소스 사이에 격리를 추가합니다 (정형 필터 회로 추가).

(3) 결정 발진기의 연결에 주의한다.트랜지스터 발진기는 가능한 한 마이크로컨트롤러의 핀에 가깝고, 시계 영역은 지선으로 격리되며, 트랜지스터 발진기는 케이스를 접지하고 고정한다.이 조치는 많은 난제를 해결할 수 있다.

(4) 회로 기판은 강약 신호, 디지털 및 아날로그 신호와 같이 합리적으로 구분됩니다.가능한 한 간섭원 (예: 모터, 릴레이) 을 민감한 부품 (예: 단편기) 에서 멀어지게 한다.

(5) 용지선은 디지털 영역과 아날로그 영역을 분리하고, 디지털 접지와 아날로그 접지를 분리하며, 마지막으로 한 점에서 전원 접지에 연결한다.A/D와 D/A 칩의 배선도 이 원리에 기초하여 제조업체는 A/D와 D/A 칩의 핀 배열을 분배할 때 이 요구를 고려하였다.

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

(7) MCU I/O 포트, 전원 코드, PCB 보드 연결 코드 등 핵심 위치에 마그네틱 구슬, 자기 고리, 전원 필터, 차폐 등 방해 방지 소자를 사용하면 회로의 방해 방지 성능을 크게 향상시킬 수 있다.