Teknik PCB - Rancangan anti gangguan sirkuit PCB

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

(1) Sumber gangguan merujuk kepada elemen, peralatan atau gangguan yang menghasilkan isyarat. Ia diterangkan dalam bahasa matematik sebagai berikut: Du / DT, di mana di / DT besar, ia adalah sumber gangguan. Contohnya, kilat, relai, thyristor, motor dan jam frekuensi tinggi mungkin menjadi sumber gangguan.

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

(3) Peranti sensitif adalah satu yang mudah diganggu. Seperti: A / D, D / penyukar, mikrokomputer cip tunggal, IC digital, penyembah isyarat lemah, dll.

Prinsip asas desain anti-gangguan adalah untuk menekan sumber gangguan, memotong laluan penyebaran gangguan dan meningkatkan prestasi anti-gangguan peranti sensitif. (sama seperti pencegahan penyakit jangkitan)

1 penghalangan sumber gangguan

Menegak sumber gangguan adalah untuk mengurangi Du / dt dan di / dt sumber gangguan sebanyak mungkin. Ini adalah keutamaan tertinggi dan prinsip yang paling penting dalam rancangan anti-gangguan, yang sering mencapai dua kali hasil dengan separuh usaha. Kekurangan Du / dt sumber gangguan adalah terutama diketahui dengan menyambar kapasitor pada kedua-dua hujung sumber gangguan. Kekurangan di / dt sumber gangguan diselesaikan dengan menyambungkan induktansi atau perlawanan dalam siri dan menambah dioda roda bebas dalam sirkuit sumber gangguan.

Tindakan umum untuk menekan sumber gangguan adalah sebagai berikut:

(1) Dioda roda bebas ditambah ke kolai relai untuk menghapuskan gangguan EMF belakang yang dijana apabila kolai terputus. Hanya menambah dioda roda bebas akan menunda masa pemutusan reli. Selepas menambah dioda zener, relay boleh bertindak lebih kali dalam unit masa.

(2) Sambungkan sirkuit penghalang sinar (biasanya sirkuit RC, perlawanan biasanya beberapa K hingga puluh K, kapasitasi 0.01uF) pada kedua-dua hujung kontak relai secara paralel untuk mengurangi kesan sinar listrik.

(3) Tambah sirkuit penapis ke motor, dan perhatikan pemimpin kapasitas dan induktan secepat mungkin.

(4) Setiap IC pada papan sirkuit akan disambung dengan 0.01 selari μ F～0.1 μF kondensator frekuensi tinggi untuk mengurangkan pengaruh IC pada bekalan kuasa. Perhatikan kawat kondensator frekuensi tinggi. Kawalan seharusnya dekat dengan hujung kuasa dan secepat mungkin dan pendek. Jika tidak, ia akan meningkatkan perlawanan seri yang sama dari kondensator dan mempengaruhi kesan penapisan.

(5) Lupakan garis patah 90 darjah semasa kabel untuk mengurangi emisi bunyi frekuensi tinggi.

(6) Kedua-dua hujung tiristor terhubung dengan litar penghalang RC secara paralel untuk mengurangi bunyi yang dijana oleh tiristor (apabila bunyi itu serius, tiristor mungkin rosak).

Menurut laluan penyebaran gangguan, ia boleh dibahagikan menjadi gangguan kondukti dan gangguan radiasi.

Yang disebut gangguan yang dilakukan merujuk gangguan yang dihantar ke peranti sensitif melalui wayar. Band frekuensi bunyi gangguan frekuensi tinggi berbeza dari yang isyarat berguna. Perhapusan bunyi gangguan frekuensi tinggi boleh dipotong dengan menambah penapis pada konduktor, dan kadang-kadang optokoupler izolasi boleh ditambah. Suara bekalan kuasa adalah yang paling berbahaya, jadi perhatian istimewa perlu diberikan kepada rawatan. Yang disebut gangguan radiasi merujuk gangguan yang dihantar ke peranti sensitif melalui radiasi angkasa. Solusi umum adalah untuk meningkatkan jarak antara sumber gangguan dan peranti sensitif, mengisolasinya dengan wayar tanah dan menambah topeng pada peranti sensitif.

Tindakan umum untuk memotong laluan penyebaran gangguan adalah sebagai berikut:

(1) Pertimbangkan secara penuh pengaruh bekalan kuasa pada MCU. Jika bekalan kuasa dilakukan dengan baik, lebih dari separuh anti-gangguan seluruh sirkuit akan diselesaikan. Banyak komputer cip tunggal sangat sensitif kepada bunyi bekalan kuasa. Sirkuit penapis atau pengatur tenaga patut ditambah ke bekalan kuasa mikrokomputer cip tunggal untuk mengurangkan gangguan bunyi bekalan kuasa ke mikrokomputer cip tunggal. Contohnya, sirkuit penapis bentuk Ï boleh dikomposesikan dari kacang magnetik dan kondensator. Sudah tentu, apabila keadaan tidak tinggi, resistor 100 Ω juga boleh digunakan untuk menggantikan kacang magnetik.

(2) Jika port I/O mikrokomputer cip tunggal digunakan untuk mengawal peranti bunyi seperti motor, pengasingan akan ditambah antara port I/O dan sumber bunyi (sirkuit penapis berbentuk Ï-akan ditambah). Untuk peranti kawalan bunyi seperti motor, pengasingan akan ditambah antara port I/O dan sumber bunyi (sirkuit penapis berbentuk Ï-akan ditambah).

(3) Perhatikan kawat oscillator kristal. Oscilator kristal dan pin mikrokomputer cip tunggal mesti hampir mungkin, kawasan jam mesti diizoli dengan wayar tanah, dan shell oscillator kristal mesti didarat dan diselesaikan. Ukuran ini boleh menyelesaikan banyak masalah yang sukar.

(4) Papan sirkuit akan dibahagi dengan sah, seperti isyarat kuat dan lemah, isyarat digital dan analog. Jauhkan sumber gangguan (seperti motor, relay) dari unsur sensitif (seperti mikrokomputer cip tunggal) sebanyak mungkin.

(5) Guna wayar tanah untuk mengisolasi kawasan digital dari kawasan analog, memisahkan tanah digital dari tanah analog, dan akhirnya sambung ke tanah kuasa pada satu titik. Kabel a / D dan D / cip juga berdasarkan prinsip ini. Pembuat telah mempertimbangkan keperluan ini bila mengalokasi pengaturan pin dari cip / D dan D / a.

(6) Kabel tanah mikrokomputer cip tunggal dan peranti kuasa tinggi sepatutnya ditandai secara terpisah untuk mengurangi gangguan antara satu sama lain. Peranti kuasa tinggi mesti ditempatkan pada pinggir papan sirkuit sejauh mungkin.

(7) Performasi anti-gangguan sirkuit boleh diperbaiki secara signifikan dengan menggunakan komponen anti-gangguan seperti kacang magnetik, cincin magnetik, penapis kuasa dan penutup perisai di tempat kunci seperti port MCU I / O, garis kuasa dan papan sirkuit sambungan garis.

3 meningkatkan 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) Semasa wayar, kawasan loop akan dikurangkan sebanyak yang mungkin untuk mengurangi bunyi yang disebabkan.

(2) Apabila kabel, garis kuasa dan kabel tanah harus sebisak mungkin. Selain mengurangi turun tekanan, lebih penting untuk mengurangi bunyi sambungan.

(3) Untuk port I/O tidak bergerak mikrokomputer cip tunggal, jangan menggantung di udara, tetapi bekalan kuasa tanah atau kuasa. Terminal tidak bergerak ICs lain terkawal atau disambung ke bekalan kuasa tanpa mengubah logik sistem.

(4) Guna sirkuit pengawasan kuasa dan anjing pengawasan untuk mikrokomputer cip tunggal, seperti imp809, imp706 dan imp813