Teknik PCB - Bagaimana untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan dan EMC PCB?

Dalam pembangunan produk elektronik dengan pemproses, hari ini ipcb untuk menjelaskan bagaimana untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan dan kompatibilitas elektromagnetik?

1. Sistem berikut patut memberi perhatian istimewa kepada gangguan elektromagnetik:

(1) Sistem dengan frekuensi jam tinggi dan siklus bas pantas.

(2) Sistem mengandungi kuasa tinggi, sirkuit pemacu arus tinggi, seperti relai yang menghasilkan percikan, suis arus tinggi dan sebagainya.

(3) Sistem termasuk sirkuit isyarat analog lemah dan tinggi sirkuit pertukaran / D.

2. Untuk meningkatkan kemampuan gangguan elektromagnetik sistem, tindakan berikut diambil:

(1) Pemegang mikro frekuensi rendah dipilih

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 asas, semakin tinggi frekuensi, semakin mudah ia untuk mengeluarkan dan menjadi sumber bunyi. Bunyi frekuensi tinggi yang mempengaruhi yang dihasilkan oleh pengendali mikro adalah kira-kira tiga kali frekuensi jam.

(2) Mengurangi cacatan dalam penghantaran isyarat

Pemegang mikro terutamanya dibuat oleh teknologi CMOS kelajuan tinggi. Semasa input statik input isyarat adalah kira-kira 1mA, kapasitasi input kira-kira 10PF, impedance input sangat tinggi, dan CMOS kelajuan tinggi Akhir output sirkuit mempunyai kapasitas muatan yang konsiderevol, iaitu, nilai output yang konsiderevol. Jika akhir output gerbang dipimpin ke terminal input dengan impedance input 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. Kita mesti pertimbangkan refleksi isyarat, sepadan impedance dan sebagainya.

Masa lambat isyarat pada papan sirkuit cetak berkaitan dengan keterlaluan karakteristik wayar utama, iaitu konstan dielektrik bagi bahan papan sirkuit cetak. Ia boleh dianggap kira-kira kelajuan penghantaran isyarat dalam papan sirkuit cetak adalah kira-kira 1 / 3 hingga 1 / 2 kelajuan cahaya. Tr (masa lambat piawai) komponen telefon logik 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 talian adalah kira-kira 4 ~ 20 ns. Dengan kata lain, semakin pendek petunjuk pada sirkuit cetak, semakin baik, dan panjang tidak boleh melebihi 25 cm. Bilangan botol juga sepatutnya sebanyak mungkin, tidak lebih dari 2.

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, perlu menghindari situasi TD ï¼´ TRD. Semakin besar papan sirkuit dicetak, semakin cepat sistem boleh.

Peraturan desain papan sirkuit dicetak dikira 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 terminal B melalui lead ab. Masa lambat isyarat pada garis 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 akan disebabkan, iaitu isyarat denyut positif 2TD. Ini adalah gangguan salib antara isyarat. Intensiti isyarat gangguan berkaitan dengan di / pada isyarat titik C dan jarak antara garis. Apabila dua garis isyarat tidak terlalu panjang, apa yang sebenarnya dilihat pada AB adalah superposisi dua denyut.

Kawalan mikro yang dibuat oleh teknologi 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 cetak adalah papan empat lapisan, salah satunya adalah kawasan besar tanah, atau papan dua sisi, dan sisi bertentangan garis isyarat adalah kawasan besar tanah, gangguan salib antara isyarat akan dikurangkan.

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 diantara garis isyarat dan tanah, dan adalah proporsional dengan logaritma alami tebal dielektrik. 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 wayar utama di satu sisi dengan sambungan utama.

(4) Kurangkan bunyi dari bekalan kuasa

Pasukan kuasa tidak hanya menyediakan tenaga kepada sistem, tetapi juga menambahkan bunyi kepada bekalan kuasa. Garis reset, garis interrupt dan garis kawalan lain mikrokawal dalam sirkuit mudah diganggu oleh bunyi luar. 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 PCB dan komponen

Dalam kes frekuensi tinggi, pengedaran petunjuk, vias, resistor, kondensator, konektor, induktan dan kondensasi pada papan sirkuit cetak tidak boleh diabaikan. Induktan kondensasi yang disebarkan tidak boleh diabaikan, dan kondensasi yang disebarkan induktansi tidak boleh diabaikan. Apabila panjang wayar lebih dari 1/20 panjang gelombang yang sepadan frekuensi bunyi, kesan antena akan berlaku, dan bunyi akan dihancurkan melalui wayar.

(6) Bentangan komponen patut dibahagi secara rasional

Masalah gangguan elektromagnetik patut dipertimbangkan sepenuhnya apabila komponen diatur pada papan sirkuit cetak. Salah satu prinsip adalah bahawa wayar utama antara komponen seharusnya sebagai pendek yang mungkin.

(7) Penggunaan yang baik kapasitor pemisahan

Kondensator pemisahan frekuensi tinggi yang baik boleh membuang komponen frekuensi tinggi hingga 1GHz. Karakteristik frekuensi tinggi kondensator cip keramik atau kondensator keramik berbilang lapisan adalah lebih baik. Dalam rancangan papan sirkuit cetak, kondensator penyahpautan patut ditambah antara bekalan kuasa dan tanah setiap sirkuit terintegrasi. Kondensator pemisah mempunyai dua fungsi: pada satu sisi, ia adalah kondensator penyimpanan tenaga sirkuit terintegrasi untuk menyediakan dan menyerap tenaga pencarian dan pembuangan pada saat membuka dan menutup pintu sirkuit terintegrasi; di sisi lain, ia melepasi bunyi frekuensi tinggi peranti. Dalam litar digital, kapasitas pemisahan tipikal 0.1uF mempunyai induktan yang disebarkan 5NH, dan frekuensi resonansi selari ialah sekitar 7MHz, yang bermakna ia mempunyai kesan pemisahan yang baik untuk bunyi di bawah 10MHz dan tidak berfungsi untuk bunyi di atas 40MHz.