Data PCB - Rancangan anti-jamming papan PCB digital kelajuan tinggi untuk kereta api

Masalah yang patut diperhatikan dalam rancangan papan sirkuit cetak digital kelajuan tinggi dibersihkan secara terperinci, dan aspek apa yang akan disebabkan oleh sirkuit digital kelajuan tinggi dalam sistem kereta api, serta sebab kesan ini. Beberapa pendekatan perlu diambil. Latihan telah membuktikan bahawa litar yang direka oleh kaedah ini boleh meningkatkan prestasi anti-gangguan produk. Dengan pembangunan terus menerus sains dan teknologi, kereta api juga berkembang dengan kelajuan tinggi, dan sirkuit digital kelajuan tinggi secara perlahan-lahan diterima dalam sistem kapal kereta api. Terdapat banyak sumber gangguan di kereta api, termasuk gangguan elektromagnetik yang dijana oleh pelbagai pengubah, peminat, pantograf, pemampat udara, dll., yang mempengaruhi operasi normal sirkuit digital kelajuan tinggi dalam kereta api. Selain itu, untuk memastikan kesenangan persekitaran menunggang dan persekitaran kerja, kereta juga disediakan dengan pelbagai peralatan elektrik seperti air conditioner, pemanas elektrik, ventilator, dll., yang juga menghasilkan radiasi elektromagnetik secara luar, yang mempengaruhi operasi normal sirkuit digital kelajuan tinggi. Oleh itu, dalam persekitaran yang kompleks di kereta api, bagaimana untuk memastikan kepercayaan isyarat digital kelajuan tinggi akan menjadi sangat penting. Jika masalah ini tidak dikendalikan dengan betul, ia akan menyebabkan gangguan isyarat, ralat masa, ketidakstabilan sistem dan banyak situasi lain, yang akan membawa kerugian yang tidak dapat diharapkan. Untuk memastikan operasi normal komunikasi kereta api, kawalan dan sistem lain, rancangan anti-gangguan peralatan adalah sama penting seperti rancangan berfungsi. Pada permulaan rancangan, penghalangan gangguan sirkuit digital mesti dianggap, jika tidak sukar untuk memenuhi keperluan anti-gangguan sirkuit digital kelajuan tinggi. Oleh itu, perlu meningkatkan kemampuan anti-gangguan papan sirkuit digital dan mengurangkan radiasi sirkuit, dan menghindari mengambil tindakan penawar untuk anti-gangguan papan sirkuit selepas rancangan selesai.

1. Cara gangguan Ada tiga cara asas formasi gangguan: sumber gangguan, laluan sambungan, dan sumber sensitif. Aspekt ini diterangkan di bawah.1.1 Laluan sambungan gangguan papan PCBThe interference on the circuit board mainly includes common mode interference and differential mode interference. Gandakan mod berbeza dijana oleh gelung isyarat, dan gangguan mod biasa dijana oleh mod biasa semasa pada kabel. Untuk papan sirkuit cetak, ia merujuk terutamanya kepada gangguan mod perbezaan, kerana julat frekuensi gangguan mod perbezaan adalah seluruh band frekuensi yang dipenuhi oleh isyarat sirkuit. Semua jenis gangguan, mempengaruhi sistem kerja normal. Kaedah utama untuk mengurangi gangguan mod berbeza adalah untuk mengurangi panjang jejak dan mengurangi kawasan loop isyarat semasa wayar.1.2 Kaedah generasi sumber gangguan pada papan PCB The main reasons for various types of interference in high-speed digital circuits are the inherent noise frequency of the power supply itself and various changes in di/dt and du/dt on external sirkuit. Semua jenis muatan kapasitif dan induktif di atas garis, jadi apabila isyarat melompat, titik akan dijana untuk membentuk bunyi, dan bunyi-bunyi ini akan dilakukan sepanjang sirkuit melalui gelung semasa setiap sirkuit, jadi bunyi-bunyi bekalan kuasa sendiri dan berbeza bunyi disebabkan oleh transisi digital kelajuan tinggi. Penghapusan dan penapisan adalah cara terbaik untuk menekan bunyi yang dijana oleh litar sendiri atau berbeza jenis isyarat mutasi. Ini tidak hanya mengurangi bunyi sendiri, tetapi juga menyerap pengaruh luarnya, dan meningkatkan kemampuan anti-gangguan pada papan PCB Sumber sensitif pada papan PCB Sumber sensitif isyarat digital kelajuan tinggi terutama merujuk kepada objek yang susah untuk gangguan luarnya, seperti: A/D, D/A penyukar, pengendali logik, mikrokawal, oscillator kristal, ICs digital, - penyembah isyarat lemah, dll. Kestabilan peranti-peranti ini secara langsung berkaitan dengan kestabilan dan ketepatan operasi sistem papan sirkuit. Oleh itu, perlu melindungi sumber sensitif ini dengan betul dan memperbaiki kemampuan anti-gangguan mereka.2. Perbaiki tindakan anti-gangguan papan PCB2.1 Kurangkan loop sambungThe main method to reduce coupling is to reduce the signal loop area, among which the loop area of ground wire, power supply, - sumber isyarat sensitif dan pinggir papan mesti diselesaikan terutamanya.1) Kurangkan wayar tanah dan loop sambungan kuasa The ground wire impedance is the main cause of the ground wire noise on the circuit board, so the ground wire impedance should be minimized, and the ground plane or grid ground can be used. Untuk papan sirkuit digital kelajuan tinggi, papan berbilang lapisan sepatutnya digunakan untuk mengurangi kawasan loop, dan lapisan tengah sepatutnya digunakan sebagai bekalan kuasa atau lapisan tanah, dan jarak antara lapisan bersebelahan dengan bekalan kuasa dan tanah sepatutnya menjadi sebanyak mungkin; biarkan setiap lapisan isyarat mempunyai tanah yang sepadan Kawasan cincin yang terbentuk oleh garis isyarat dan gelung tanahnya seharusnya sebanyak mungkin. Semakin kecil kawasan cincin, semakin sedikit gangguan luar. Dalam pandangan ciri-ciri ini, apabila membahagi pesawat tanah, distribusi pesawat tanah dan jejak isyarat penting patut dianggap untuk mencegah masalah disebabkan slotting pesawat tanah, dll., garis isyarat tidak boleh menyeberangi kawasan pemisahan antara pesawat tanah dan pesawat kuasa untuk mencegah formasi kembali tanah besar. Pada masa yang sama, lapisan kuasa seharusnya ditarik kira-kira 3 mm dari lapisan tanah, sehingga lebih dari 70% gangguan kuasa boleh ditahan.2) Kurangkan gelung sambungan isyarat sumber sensitif Untuk isyarat sensitif seperti isyarat perjodik, seperti isyarat jam, isyarat analog, dan isyarat tertib rendah bas alamat, gangguan kuat, - yang juga adalah kunci untuk merancang sirkuit digital kelajuan tinggi. Kawalan isyarat kunci pada papan cetak patut dijalankan mengikut prinsip dari tinggi hingga rendah (kaedah pengisihan: tinggi hingga rendah: isyarat analog - reset isyarat - I2C - isyarat jam - baca dan tulis isyarat - kelajuan tinggi, isyarat frekuensi radio - bus data - bus alamat); kawat isyarat kunci patut pergi ke lapisan dalaman sebanyak mungkin; dan kondensator kecil sepatutnya disambung secara selari untuk penapis; lapisan isyarat boleh dijalurkan secara selari hanya melalui dua lapisan yang dipisahkan oleh pesawat tanah; garis isyarat sepatutnya pendek yang mungkin; Komponen sambungan frekuensi tinggi pada papan cetak sepatutnya hampir jejak yang mungkin untuk mengurangi parameter distribusi dan gangguan elektromagnetik isyarat frekuensi tinggi, - untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan sumber isyarat sensitif.3) Kurangkan loop sambungan pada pinggir papan sirkuit Sama ada pemprosesan pinggir papan sirkuit cetak adalah masuk akal menentukan sama ada gangguan luaran isyarat boleh ditahan dengan lebih efektif. Untuk mencegah sirkuit digital kelajuan tinggi daripada mengganggu dengan luar melalui pinggir papan, kedudukan kawalannya patut dikawal secara ketat, dan ia patut berada sebanyak mungkin ke dalam papan cetak. Garis isyarat dengan gangguan kuat seperti frekuensi tinggi tidak patut pergi ke pinggir papan untuk mencegah kekurangan loop sambungan tanah yang sepadan, yang menyebabkan kebocoran gangguan luaran isyarat.2.2 Tekan sumber gangguan Menegak sumber gangguan adalah untuk mengurangi pengaruh sumber gangguan du/dt dan di/dt sebanyak mungkin. Kekurangan du/dt sumber gangguan terutamanya dicapai dengan menyambung kondensator secara selari pada kedua-dua hujung sumber gangguan dan menambah pemisahan dan penapisan. Kekurangan di/dt sumber gangguan terutamanya dicapai oleh