Новости PCB - инженер - планировщик PCB должен знать что

При проектировании электронных систем во избежание обходов и экономии времени необходимо в полной мере учитывать и удовлетворять требования к помехоустойчивости, а после завершения проектирования избегать использования средств защиты от помех. Существует три основных фактора, вызывающих помехи:

(1) Источником помех являются компоненты, устройства или сигналы, создающие помехи. Описано математическим языком следующим образом: du / dt, di / dt большое место является источником помех. Например, молния, реле, тиристор, двигатель, высокочастотные часы и т. Д. могут стать источниками помех.

(2) Путь распространения - это путь или среда, которые мешают распространению от источника помех к чувствительному устройству. Типичный путь интерферометрического распространения проходит через провода и излучение из космоса.

(3) Чувствительное оборудование означает объект, подверженный помехам. Например: A / D, D / A преобразователи, монолитные машины, цифровые IC, слабые усилители сигналов и так далее. Основным принципом антиинтерференционной конструкции является: подавление источника помех, перекрытие пути распространения помех и улучшение антиинтерференционных характеристик чувствительных устройств. (Аналогично профилактике инфекционных заболеваний)

1 Подавление источников помех

Подавление источников помех направлено на минимизацию Du / DT и DI / DT источников помех. Это лучшее соображение и самый важный принцип в антиинтерференционном дизайне и часто имеет эффект полуработы. Снижение Du / DT источника помех в основном достигается путем параллельного подключения конденсаторов на обоих концах источника помех. Уменьшение di / dt источника помех достигается путем последовательного подключения индуктивности или сопротивления к контуру источника помех и добавления диода непрерывного тока.

Для подавления источников помех обычно применяются следующие меры:

(1) К катушке реле добавляется диод непрерывного тока для устранения помех антиимпульса, возникающих при отключении катушки. Добавление только одного диода непрерывного тока задерживает время отключения реле. После добавления диода Зинера реле может работать больше раз за единицу времени.

(2) На обоих концах контакта реле параллельно соединяется цепь подавления искры (обычно цепь последовательного соединения RC, сопротивление обычно выбирается между несколькими K и десятками K, а конденсатор составляет 0,01 uF), чтобы уменьшить воздействие искры.

(3) Добавьте фильтрующую схему к двигателю, обратите внимание, что конденсатор и индуктивный вывод должны быть как можно короче.

(4) Каждый IC на монтажной плате должен быть соединен параллельно с высокочастотным конденсатором 0,01 мкФ - 0,1 мкФ, чтобы уменьшить влияние IC на питание. Обратите внимание на высокочастотные конденсаторы. Подключение должно быть близко к зажимам питания и как можно короче. В противном случае эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора увеличивается, что влияет на эффект фильтра.

(5) При проводке следует избегать ломаных линий на 90 градусов, чтобы уменьшить излучение высокочастотного шума.

(6) Оба конца тиристора соединены параллельно с RC - ингибирующей цепью, чтобы уменьшить шум, создаваемый тиристором (который может повредить тиристор).

В зависимости от пути распространения помех их можно разделить на два типа: помехи проводимости и радиационные помехи.

2. Так называемые помехи проводимости относятся к помехам, распространяющимся через провода на чувствительные устройства. Диапазон частот высокочастотных помех и полезных сигналов различен. Вы можете отключить распространение высокочастотного шума помех, добавив фильтр к проводу, а иногда и изолирующую оптическую связь. Мощный шум является наиболее вредным, поэтому обратите особое внимание на обработку. Так называемые радиационные помехи - это помехи, которые распространяются через космическое излучение на чувствительное оборудование. Общее решение состоит в том, чтобы увеличить расстояние между источниками помех и чувствительными устройствами, изолировать их наземными линиями и добавить экраны для чувствительных устройств.

Общие меры по перекрытию путей распространения помех заключаются в следующем:

(1) Полностью учитывать влияние источника питания на микроконтроллер. Если питание работает хорошо, проблема помехоустойчивости всей цепи будет решена более чем наполовину. Многие монолитные машины очень чувствительны к шуму питания, поэтому в питание монолитной машины должны быть добавлены фильтрующие схемы или регуляторы напряжения, чтобы уменьшить помехи от шума питания для монолитной машины. Например, магнитные шарики и конденсаторы могут быть использованы для формирования ионных фильтров. Конечно, когда требования невелики, вместо магнитных шариков можно использовать резистор 100 Ом.

(2) Если для управления шумовым оборудованием, таким как двигатель, используется порт ввода / вывода автономной машины, следует добавить изоляцию между портом ввода / вывода и источником шума (добавить схему фильтрации типа π). Для управления шумовыми компонентами, такими как двигатель, следует добавить изоляцию между портом ввода / вывода и источником шума (добавить схему π - образного фильтра).

(3) Обратите внимание на провода кристаллических генераторов. Кристаллический генератор находится как можно ближе к выходу микроконтроллера, область часов изолирована от земной линии, а корпус кристаллического генератора заземлен. Эта мера может решить многие проблемы. 

(4) Разумно разделить платы, такие как сильные и слабые сигналы, цифровые и аналоговые сигналы. Старайтесь максимально держать источник помех (например, двигатель, реле) подальше от чувствительных элементов (например, монолитной машины).

(5) Разделить цифровую область от аналоговой области с помощью заземления, отделить цифровое заземление от аналогового заземления и, наконец, подключить его к заземлению источника питания в точке. Проводка чипов A / D и D / A также основана на этом принципе. Производители учитывают это требование при распределении штырей для чипов A / D и D / A.

(6) Земельные линии между монолитными и мощными устройствами должны быть заземлены отдельно, чтобы уменьшить взаимные помехи. Поместите мощное оборудование как можно ближе к краю платы.

(7) Использование антиинтерференционных элементов, таких как магнитные шарики, магнитные кольца, фильтры питания и экраны, в ключевых местах, таких как порт MCU I / O, линия электропитания и соединительная линия платы, может значительно улучшить антиинтерференционные свойства схемы.

3. Повышение помехоустойчивости чувствительных устройств

Улучшение антиинтерференционных свойств чувствительных устройств относится к методам минимизации сбора шума боковых помех чувствительных устройств и скорейшего восстановления от аномалий.

Общие меры по повышению помехоустойчивости чувствительных устройств заключаются в следующем:

(1) Минимизировать площадь кольца при проводке, чтобы уменьшить индукционный шум.

(2) При подключении линии электропитания и заземления должны быть как можно толще. Помимо снижения напряжения, более важным является снижение шума связи.

(3) Для свободных портов ввода / вывода монолитной машины, не плавайте, должны быть заземлены или подключены к источнику питания. Без изменения системной логики свободные зажимы других IC заземлены или подключены к источнику питания.

(4) Мониторинг автономного питания, включая IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045 и другие схемы сторожевой собаки, может значительно улучшить антиинтерференционную производительность всей схемы.

(5) При условии, что скорость соответствует требованиям, минимизируйте кристаллические генераторы монолитной машины и выберите низкоскоростные цифровые схемы.

(6) Устройство IC должно быть сварено как можно непосредственно на монтажной плате, розетка IC должна использоваться реже.

Вот что нужно знать инженерам PCB Layout. Кроме того, Ipcb предоставляет производителям PCB и технологии производства печатных плат.