Teknik PCB - Kesan kesan bagi Papan Sirkuit Cetak

a. Sistem berikut akan memberi perhatian istimewa kepada gangguan anti-elektromagnetik:

1-1 frekuensi jam pengawal mikro sangat tinggi dan siklus bas sangat cepat.

Sistem mengandungi sirkuit pemandu kuasa tinggi dan semasa tinggi, seperti relai yang menghasilkan percikan, switches semasa tinggi, dll.

Sistem termasuk sirkuit isyarat analog lemah dan sirkuit konversi A/D dengan ketepatan tinggi.

b. Tindakan berikut akan diambil untuk meningkatkan kemampuan gangguan elektromagnetik sistem:

1. Pilih mikrokawal dengan frekuensi rendah:

Pilih mikrokawal dengan frekuensi jam luaran rendah boleh mengurangi bunyi dan meningkatkan kemampuan anti-gangguan sistem. Untuk gelombang kuasa dua dan gelombang sinus dengan frekuensi yang sama, komponen frekuensi tinggi gelombang kuasa dua lebih daripada gelombang sinus. Walaupun amplitud komponen frekuensi tinggi gelombang kuasa dua lebih kecil daripada gelombang as as, semakin tinggi frekuensi, semakin mudah ia dikeluarkan sebagai sumber bunyi. Bunyi frekuensi tinggi yang paling mempengaruhi yang dijana oleh pengendali mikro adalah kira-kira tiga kali frekuensi jam.

2. Kurangkan kerosakan dalam penghantaran isyarat

Pemegang mikro kebanyakan dicipta oleh teknologi CMOS kelajuan tinggi. Semasa input statik pada hujung input isyarat adalah kira-kira 1mA, kapasitasi input kira-kira 10PF, dan impedance input cukup tinggi. Akhir output sirkuit CMOS kelajuan tinggi mempunyai kapasitas muatan yang besar, iaitu, nilai output yang besar. Jika akhir output gerbang dipimpin ke akhir input dengan impedance input relatif tinggi melalui garis panjang, masalah refleksi adalah sangat serius, yang akan menyebabkan gangguan isyarat dan meningkatkan bunyi sistem. Apabila TPD > TR, ia menjadi masalah garis penghantaran. Masalah seperti refleksi isyarat dan persamaan impedance mesti dianggap.

Masa lambat isyarat pada papan sirkuit cetak berkaitan dengan keterlaluan karakteristik bagi pemimpin, iaitu, dengan konstan dielektrik bagi bahan papan sirkuit cetak. Ia boleh dianggap kira-kira kelajuan penghantaran isyarat pada pemimpin papan cetak adalah kira-kira 1 / 3 hingga 1 / 2 kelajuan cahaya. Tr (masa lambat piawai) unsur telefon logik umum dalam sistem yang terdiri dari mikrokawal adalah antara 3 dan 18 ns.

Pada papan sirkuit cetak, isyarat melewati resistor 7W dan petunjuk 25 cm panjang, dan masa lambat online adalah kira-kira 4 ~ 20 ns. Dengan kata lain, semakin pendek isyarat memimpin pada sirkuit cetak, semakin baik, dan semakin panjang tidak boleh melebihi 25 cm. Selain itu, bilangan botol patut menjadi sebanyak mungkin, lebih baik tidak lebih dari 2. [url href = www.51dz. COM / d.asp? I = topmanazhi] > > > lebih

Apabila masa meningkat isyarat lebih cepat daripada masa lambat isyarat, ia patut diproses mengikut elektronik pantas. Pada masa ini, sepadan impedance garis penghantaran patut dianggap. Untuk penghantaran isyarat diantara blok terintegrasi pada papan sirkuit cetak, td > TRD patut dihindari. Semakin besar papan sirkuit cetak, semakin cepat sistem tidak boleh terlalu cepat.

Ringkasan peraturan desain papan sirkuit cetak dengan kesimpulan berikut:

Apabila isyarat dihantar pada papan cetak, masa lambat tidak boleh lebih besar daripada masa lambat nominal peranti yang digunakan.

3. Kurangkan gangguan salib antara garis isyarat:

Sinyal langkah dengan masa naik tr pada titik a dihantar ke hujung B melalui lead ab. Masa lambat isyarat pada baris AB ialah TD. Pada titik D, disebabkan penghantaran depan isyarat pada titik a, refleksi isyarat selepas mencapai titik B dan lambat garis AB, isyarat denyutan halaman dengan lebar tr akan disebabkan selepas masa TD. Pada titik C, disebabkan transmisi dan refleksi isyarat pada AB, isyarat denyut positif dengan lebar dua kali lebih lambat masa isyarat pada garis AB, iaitu 2TD, akan disebabkan. Ini adalah gangguan salib antara isyarat. Intensiti isyarat gangguan berkaitan dengan di / pada titik C isyarat dan jarak antara garis. Apabila dua garis isyarat tidak terlalu panjang, apa yang anda lihat pada AB sebenarnya adalah superposisi dua denyut.

Kawalan mikro yang dibuat oleh proses CMOS mempunyai impedance input tinggi, bunyi tinggi dan toleransi bunyi tinggi. Sirkuit digital ditukar dengan bunyi 100 ~ 200mV, yang tidak mempengaruhi kerjanya. Jika ujian ejek pertama adalah isyarat AB, gangguan menjadi tidak dapat diterima. Jika papan sirkuit dicetak adalah papan empat lapisan, salah satunya adalah kawasan besar tanah, atau papan dua sisi, dan sisi belakang garis isyarat adalah kawasan besar tanah, gangguan salib antara isyarat akan menjadi lebih kecil. Alasan ialah bahawa pengendalian karakteristik garis isyarat dikurangkan dalam kawasan besar, dan refleksi isyarat pada hujung d dikurangkan dengan besar. Impedasi karakteristik adalah secara bertentangan dengan kuasa dua konstan dielektrik medium dari garis isyarat ke tanah dan secara langsung bertentangan dengan logaritma semulajadi tebal medium. Jika ujian ejek pertama adalah AB, gangguan CD ke AB akan dihindari. Terdapat kawasan besar di bawah garis AB. Jarak dari garis AB ke garis CD lebih besar daripada garis AB ke tanah. Tanah perlindungan setempat boleh digunakan, dan wayar tanah boleh diatur di sebelah kiri dan kanan utama di sebelah dengan sambungan utama.

4. Kurangkan bunyi dari bekalan kuasa

Sementara bekalan kuasa menyediakan tenaga kepada sistem, ia juga menambahkan bunyi kepada bekalan kuasa. Garis tetapkan semula, garis gangguan dan garis kawalan lain mikrokawal dalam sirkuit adalah paling rentan terhadap bunyi luaran. Pergangguan kuat pada grid kuasa memasuki sirkuit melalui bekalan kuasa. Bahkan dalam sistem kuasa bateri, bateri sendiri mempunyai bunyi frekuensi tinggi. Isyarat analog dalam sirkuit analog tidak dapat menahan gangguan dari bekalan kuasa.

5. Perhatikan karakteristik frekuensi tinggi papan kawat dan komponen dicetak

Pada frekuensi tinggi, pemimpin, melalui, resistensi, kondensasi, distribusi konektor, induktansi dan kondensasi pada papan sirkuit cetak tidak boleh diabaikan. Kapensiensi yang disebarkan kapasitasi dan induktansi tidak boleh diabaikan. Keperlawanan akan mencerminkan isyarat frekuensi tinggi, dan kapasitas yang disebarkan bagi pemimpin akan bermain peran. Apabila panjang lebih dari 1/20 panjang gelombang yang sepadan dengan frekuensi bunyi, kesan antena akan dijana, dan bunyi akan dihantar keluar melalui pemimpin.

Melalui papan sirkuit cetak menyebabkan kapasitasi sekitar 0.6pf.

Bahan pakej sirkuit terpasang sendiri memperkenalkan kapasitasi 2~6pf.

Penyambung pada papan sirkuit mempunyai inductans yang disebarkan 520 nh. Sebuah dasar cip IC 24 pin dalam baris dua memperkenalkan inductans 4 ~ 18 nh yang disebarkan.

Parameter yang disebarkan kecil ini tidak dapat dilihat bagi sistem pengendali mikro pada frekuensi rendah; Perhatian istimewa mesti diberikan kepada sistem kelajuan tinggi.

6. Bentangan komponen akan dibahagi secara rasional

Gandakan anti-elektromagnetik akan dianggap sepenuhnya untuk pengaturan komponen pada papan sirkuit cetak. Salah satu prinsip adalah bahawa pemimpin diantara komponen harus sebagai pendek yang mungkin. Dalam bentangan, bahagian isyarat analog, bahagian sirkuit digital kelajuan tinggi dan bahagian sumber bunyi (seperti relay, tukar semasa tinggi, dll.) mesti dipisahkan secara rasional untuk minimumkan sambungan isyarat antara mereka.

7. Jaga kawat pendaratan

Pada papan sirkuit cetak, tali kuasa dan wayar tanah adalah yang paling penting. Maksud yang paling penting untuk mengatasi gangguan elektromagnetik adalah mendarat.

Untuk papan dua sisi, bentangan wayar tanah adalah khusus. Dengan mengadopsi kaedah pendaratan titik tunggal, bekalan kuasa dan tanah tersambung ke papan sirkuit cetak dari kedua-dua hujung bekalan kuasa, satu kenalan untuk bekalan kuasa dan satu kenalan untuk tanah. Pada papan sirkuit cetak, sepatutnya terdapat beberapa kawat tanah kembali, yang akan berkumpul pada kontak bekalan kuasa kembali, yang disebut pendaratan titik tunggal. Yang disebut pembukaan tanah analog, tanah digital dan peranti kuasa tinggi bermakna bahawa wayar dipisahkan dan akhirnya dikumpulkan ke titik pendaratan ini. Kabel pelindung biasanya digunakan bila menyambung ke isyarat diluar papan sirkuit cetak. Untuk frekuensi tinggi dan isyarat digital, kedua-dua hujung kabel yang dilindungi telah didarat. Satu hujung kabel pelindung untuk isyarat analog frekuensi rendah akan ditanda.

Rangkaian yang sangat sensitif kepada bunyi dan gangguan atau sirkuit dengan bunyi frekuensi tinggi yang sangat serius seharusnya dilindungi dengan penutup logam.

8. Guna kondensator pemisahan.

Kondensator pemisahan frekuensi tinggi yang baik boleh membuang komponen frekuensi tinggi sebanyak 1GHz. Kondensator cip keramik atau kondensator keramik berbilang lapisan mempunyai ciri-ciri frekuensi tinggi yang baik. Apabila merancang papan sirkuit dicetak, kondensator penyahpautan patut ditambah antara bekalan kuasa dan tanah setiap sirkuit terintegrasi. Kondensator pemisah mempunyai dua fungsi: pada satu sisi, kondensator penyimpanan tenaga sirkuit terintegrasi menyediakan dan menyerap tenaga muatan dan pembuangan pada masa membuka dan menutup pintu sirkuit terintegrasi; Di sisi lain, bunyi frekuensi tinggi peranti diabaikan. Kondensator pemisahan biasa 0.1uF dalam litar digital mempunyai induktansi yang disebarkan 5NH, dan frekuensi resonansi selari adalah sekitar 7MHz, iaitu, ia mempunyai kesan pemisahan yang baik pada bunyi di bawah 10MHz, dan mempunyai kesan sedikit pada bunyi di atas 40MHz.

1uF, kondensator 10uF, frekuensi resonansi selari di atas 20MHz, kesan penghapusan bunyi frekuensi tinggi lebih baik. Di mana bekalan kuasa memasuki papan cetak, ia sering berguna mempunyai kondensator frekuensi tinggi 1uF atau 10uF. Bahkan sistem kuasa bateri memerlukan kondensator ini.

Satu kondensator pembuangan muatan, atau kondensator pembuangan penyimpanan, akan ditambah ke setiap 10 sirkuit terintegrasi. Kapansansi boleh menjadi 10uF. Lebih baik tidak menggunakan kondensator elektrolitik. Kondensator elektrolitik dikelilingi oleh dua lapisan filem PU. Struktur berguling ini dipaparkan sebagai induktan pada frekuensi tinggi. Lebih baik menggunakan kondensator bilis atau kondensator polikarbonat.

Nilai kapasitasi pemisahan tidak dipilih secara ketat dan boleh dihitung sebagai C = 1 / F; 10 MHz diambil sebagai 0.1uF, dan untuk sistem yang terdiri dari mikrokawal, ia boleh diambil sebagai 0.1 ~ 0.01uF.

Ketiga, beberapa pengalaman dalam mengurangi bunyi dan gangguan elektromagnetik.

Jika anda boleh menggunakan cip kelajuan rendah, anda tidak perlu cip kelajuan tinggi. Chip kelajuan tinggi digunakan di tempat kunci.

Serye penentang boleh digunakan untuk mengurangi kadar kelajuan lompatan pinggir atas dan bawah sirkuit kawalan.

Cuba menyediakan beberapa bentuk damping untuk relai, dll.

Guna jam frekuensi rendah yang memenuhi keperluan sistem.

Penjana jam semakin dekat dengan peranti menggunakan jam. Shell bagi oscilator kristal kuarz akan didarat.

Buka kawasan jam dengan wayar tanah, dan garis jam mesti pendek yang mungkin.

Sirkuit pemacu I / O mesti hampir papan cetak yang mungkin untuk meninggalkan papan cetak secepat mungkin. Isyarat yang memasuki papan cetak akan ditapis, dan isyarat dari kawasan bunyi tinggi juga akan ditapis. Pada masa yang sama, kaedah perlahan terminal rentetan akan digunakan untuk mengurangi refleksi isyarat.

Terminal tidak berguna MCD mesti disambung tinggi, atau dibawah tanah, atau ditakrif sebagai terminal output. Semua terminal yang disambungkan dengan pemasangan bekalan kuasa pada sirkuit terpasang akan disambung dan tidak akan ditangguhkan.

Penghujung input sirkuit pintu yang tidak digunakan tidak boleh ditangguh, penghujung input positif penyampai operasi yang tidak digunakan akan ditanda, dan penghujung input negatif akan disambung ke penghujung output. (10) Papan cetak akan menggunakan 45 baris patah selain dari 90 baris patah sebanyak yang mungkin untuk mengurangi transmisi luar dan sambungan isyarat frekuensi tinggi.

Papan cetak dibahagi mengikut frekuensi dan ciri-ciri penukaran semasa, dan komponen bunyi dan komponen bukan bunyi sepatutnya jauh.

Sumber tenaga pendaratan titik tunggal dan pendaratan titik tunggal akan digunakan untuk panel tunggal dan papan dua sisi. Garis kuasa dan wayar tanah harus sebisak mungkin. Jika ia boleh diterima, papan pelbagai lapisan akan digunakan untuk mengurangi induksi kapasitas bekalan kuasa dan tanah.

Sinyal pemilihan jam, bas dan cip akan jauh dari garis I/O dan konektor.

Garis input tensi analog dan terminal tensi rujukan mesti jauh dari garis isyarat sirkuit digital sejauh yang mungkin, terutama jam.

Untuk peranti / D, bahagian digital dan bahagian analog patut disatukan daripada diseberangi.

Garis jam selari ke garis I / O mempunyai gangguan yang kurang daripada garis I / O selari, dan pin elemen jam jauh dari kabel I / O.

Pin unsur mesti pendek yang mungkin, dan pin kondensator pemisah mesti pendek yang mungkin.

Baris kunci mesti sebisak mungkin, dan kawasan perlindungan mesti ditambah di kedua-dua sisi. Garis kelajuan tinggi sepatutnya pendek dan lurus.

Garis sensitif kepada bunyi tidak boleh selari dengan garis tukar semasa besar dan kelajuan tinggi.

Jangan halau wayar di bawah kristal kuarz dan peranti sensitif bunyi.

Jangan bentuk gelung semasa mengelilingi sirkuit isyarat lemah dan sirkuit frekuensi rendah.

Jangan bentuk gelung untuk mana-mana isyarat. Jika ia tidak dapat dihindari, simpan kawasan loop sebanyak mungkin.

Satu kondensator pemisahan per IC. Kondensator bypass frekuensi tinggi kecil akan ditambah ke setiap kondensator elektrolitik.

Guna kondensator tantalum kapasitas tinggi atau kondensator poli sejuk bukannya kondensator elektrolitik sebagai muatan sirkuit dan kondensator penyimpanan tenaga. Apabila menggunakan kondensator tubular, shell akan ditanda.