Teknik PCB - Analisi kaedah umum untuk menekan sumber gangguan dalam rekaan papan PCB

Dalam rancangan PCB sistem elektronik, untuk menghindari pusingan dan menyimpan masa, kita patut mempertimbangkan dan memenuhi keperluan anti-gangguan, dan menghindari tindakan anti-gangguan pembaikian selepas rancangan selesai. Terdapat tiga unsur asas untuk membentuk gangguan:

(1) Sumber gangguan merujuk kepada komponen gangguan, peranti, atau isyarat, yang diterangkan dalam matematik la

bahasa sebagai berikut: DU /dt, DI /dt Sumber gangguan besar. Seperti: kilat, relai, thyristor, motor, jam frekuensi tinggi, dll., boleh menjadi sumber gangguan.

(2) Laluan propagasi: merujuk kepada laluan atau medium melalui mana gangguan tersebar dari sumber gangguan ke peranti sensitif. Laluan penyebaran gangguan biasa adalah kondukti melalui wayar dan radiasi di luar angkasa.

(3) Peranti sensitif merujuk kepada objek yang mudah diganggu. Contohnya: A/D, D/A penukar, MCU, digital IC, penyampai isyarat lemah, dll. Prinsip as as rancangan anti-gangguan adalah untuk menekan sumber gangguan, memotong laluan penyebaran gangguan, dan meningkatkan prestasi anti-gangguan peranti sensitif.

1 Menegak sumber gangguan

Untuk menekan sumber gangguan, minimum DU /dt dan di/dt sumber gangguan. Ini adalah pertimbangan pertama dan prinsip penting dalam rancangan anti-gangguan, sering boleh mendapatkan dua kali hasil dengan separuh usaha. Untuk mengurangi DU/DT sumber gangguan, sambung kondensator secara selari pada kedua-dua hujung sumber gangguan. Untuk mengurangi DI/DT sumber gangguan, induktor atau penentang disambung dalam siri dalam sirkuit sumber gangguan dan diod terus ditambah.

Tindakan umum untuk menekan sumber gangguan adalah sebagai berikut:

(1) Diod terus ditambah ke kolai relai untuk menghapuskan gangguan emf belakang yang dijana bila kolai terputus. Hanya menambah dioda terus-menerus akan membuat masa terputus bagi lambat reli, dan reli boleh beroperasi lebih kali per unit masa selepas menambah dioda yang diatur.

(2) Sirkuit penghalang sinar disambungkan pada kedua-dua hujung kenalan relay (sirkuit seri RC secara umum, lawan biasanya dipilih dari beberapa K ke puluhan K, kapasitasi dipilih dari 0.01uF) untuk mengurangi kesan sinar elektrik.

(3) Tambah sirkuit penapis ke motor, perhatikan kondensator dan pemimpin induktor seharusnya singkat yang mungkin.

(4) Setiap IC pada papan sirkuit patut disambung dengan kondensator frekuensi tinggi 0.01μF ~ 0.1μF untuk mengurangkan pengaruh IC pada bekalan kuasa. Perhatikan kawat kondensator frekuensi tinggi. Kabel seharusnya dekat dengan penghujung bekalan kuasa dan secepat mungkin. Jika tidak, perlawanan seri yang sama akan meningkat, yang akan mempengaruhi kesan penapisan.

(5) Menghindari garis patah 90 darjah apabila kabel, mengurangi emisi bunyi frekuensi tinggi.

(6) kedua-dua hujung litar penahanan SCR dan RC, mengurangi bunyi yang dijana oleh SCR (bunyi ini mungkin serius bila SCR rosak).

Menurut laluan penyebaran gangguan, ia boleh dibahagi menjadi dua jenis: gangguan kondukti dan gangguan radiasi.

Yang disebut gangguan yang dilakukan merujuk gangguan yang dihantar ke peranti sensitif melalui wayar. The h

bunyi frekuensi igh berbeza dari isyarat berguna dalam band frekuensi. Ia boleh dipotong dengan menambah penapis pada wayar, dan kadang-kadang ia juga boleh diselesaikan dengan menambah pasang optik terisolasi. Bahagian bunyi bekalan kuasa, untuk memberi perhatian khusus kepada rawatan. Yang disebut gangguan radiasi merujuk gangguan yang disebarkan kepada peranti sensitif melalui radiasi angkasa. Solusi umum adalah untuk meningkatkan jarak antara sumber gangguan dan peranti sensitif, mengisolasinya dengan garis tanah dan menambah penyamaran pada peranti sensitif.

2 tindakan umum untuk memotong laluan penyebaran gangguan adalah sebagai berikut:

(1) Pertimbangkan secara penuh pengaruh bekalan kuasa pada SCM. Jika bekalan kuasa dilakukan dengan baik, anti-gangguan seluruh sirkuit diselesaikan sebahagian besar. Banyak pengendali mikro sangat sensitif kepada bunyi bekalan kuasa, jadi perlu menambah sirkuit penapis atau pengatur tegangan ke bekalan kuasa untuk mengurangkan gangguan bunyi bekalan kuasa ke cip tunggal. Contohnya, kacang magnetik dan kondensator boleh digunakan untuk membentuk sirkuit penapis bentuk Ï, tetapi keadaan yang kurang memerlukan juga boleh diganti dengan 100 resisten Ï.

(2) jika port I/O MCU digunakan untuk mengawal peranti bunyi seperti motor, pengasingan patut ditambah antara port I/O dan sumber bunyi (meningkatkan sirkuit penapis berbentuk Ï-shaped). Kawalan motor dan peranti bunyi lain, dalam port I/O dan sumber bunyi patut diizoli (meningkatkan sirkuit penapis berbentuk Ï).

(3) Perhatikan kawat kristal. Oscilator kristal dan pin MCU yang paling dekat mungkin, garis tanah ke kawasan jam terisolasi, shell oscillator kristal didatar dan tetap. Ukuran ini akan menyelesaikan banyak masalah yang sukar.

(4) sekatan yang masuk akal papan sirkuit, seperti isyarat kuat dan lemah, isyarat digital dan analog. Jauhkan sumber gangguan (seperti motor dan relay) dari komponen sensitif (seperti mikrokawal) sebanyak mungkin.

(5) Garis tanah memisahkan kawasan digital dari kawasan analog. Tanah digital dan tanah analog patut dipisahkan dan disambung ke tanah bekalan kuasa pada satu titik. Kawalan cip A/D dan D/A juga berdasarkan prinsip ini. Pembuat telah mempertimbangkan keperluan ini bila menyerahkan pengaturan pin cip A/D dan D/A.

(6) Kabel tanah MCU dan peranti kuasa tinggi sepatutnya didarat secara terpisah untuk mengurangi gangguan antara satu sama lain. Komponen kuasa tinggi sepatutnya ditempatkan di pinggir papan sirkuit bila-bila yang boleh.

(7) Dalam port I/O MCU, garis kuasa, garis sambungan papan sirkuit dan tempat kunci lain untuk menggunakan komponen anti-gangguan seperti kacang magnetik, cincin magnetik, penapis kuasa, penyamaran perisai, boleh meningkatkan prestasi anti-gangguan sirkuit secara signifikan.

Perbaiki prestasi anti-gangguan peranti sensitif

Perbaikan prestasi anti-gangguan peranti sensitif merujuk kepada kaedah untuk mengurangi penangkapan bunyi gangguan dan pulih dari keadaan yang tidak normal secepat mungkin.

Tindakan umum untuk meningkatkan prestasi anti-gangguan peranti sensitif adalah sebagai berikut:

(1) Apabila kabel, minimumkan kawasan cincin loop untuk mengurangi bunyi yang disebabkan.

(2) Bila kawat, kabel kuasa dan kabel tanah sepatutnya sebisak mungkin. Selain mengurangi tekanan turun, lebih penting untuk mengurangi bunyi sambungan.

(3) Untuk port IDLE I/O MCU, jangan gantung, ke tanah atau sambung ke bekalan kuasa. Akhir tidak aktif bagi ics lain didasarkan atau disambung ke kuasa tanpa mengubah logik sistem.

(4) Penggunaan sirkuit pengawasan kuasa dan anjing pengawasan untuk mikrokomputer cip tunggal, seperti IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, dll., boleh meningkatkan prestasi anti-gangguan seluruh sirkuit.

(5) Dalam pernyataan bahawa kelajuan boleh memenuhi keperluan, cuba untuk mengurangi getaran kristal cip tunggal dan pilih sirkuit digital kelajuan rendah.

(6) Peranti IC secara langsung di papan sirkuit, dengan kursi IC kurang.

Untuk mencapai anti-gangguan yang baik, jadi kita sering melihat papan PCB di bahagian tanah kawat. Tetapi tidak semua sirkuit digital dan analog hibrid mesti tanah - pesawat terpisah. Kerana segmen seperti itu adalah untuk mengurangi gangguan bunyi.

Teori: frekuensi umum dalam sirkuit digital akan lebih tinggi daripada frekuensi sirkuit analog, dan mereka sendiri akan isyarat dengan pesawat tanah bentuk refluks (kerana dalam transmisi isyarat, wayar tembaga dan wayar tembaga wujud antara semua jenis kapasitas yang disebarkan dan induktan), jika kita meletakkan tanah bercampur bersama-sama, Kemudian aliran belakang akan saling bercakap dalam sirkuit digital dan analog. Dan Kami pisahkan mereka sehingga mereka tidak membentuk sesuatu pun melainkan dalam diri mereka sendiri. Mereka hanya tersambung dengan resistor 0 ohmic atau kacang magnetik kerana mereka adalah tanah fizikal yang sama, dan sekarang kawat memisahkan mereka, dan mereka sepatutnya tersambung.