Технология PCB - от PCB до MCU, это позволит вам глубже понять, как противостоять помехам

Anti-interference design principles for PCB board drawing

1. Ground wire layout:

1). The digital ground is separated from the analog ground.

2). The grounding wire should be as thick as possible, Таким образом, он может быть разрешен через печатные платы в 3 раза больше тока, and generally should be 2~3mm.

3). The grounding wire should form an endless loop as far as possible, уменьшить разность потенциалов заземления.

расположение линий электропитания:

1). В соответствии с текущим масштабом, try to widen the wire wiring.

2). The direction of the власть cord and ground wire should be consistent with the direction of data transmission.

3). необходимо подключить развязывающий конденсатор с 10 ~ 100 ~ четверть F к входу питания на печатную доску.

конфигурация развязывающих конденсаторов:

1). The lead wires of the decoupling capacitors should not be too long, конденсатор байпаса высокой частоты не должен иметь провода.

2). электролитический конденсатор, подключенный к входу электропитания на печатной пластине от 10 до 100, если она может быть больше 100, то лучше.

3). Connect a 0.01 ~ 0.Все нормально. ceramic capacitor between Vcc and GND of each integrated chip. Если пространство не разрешено, a 1~10μF tantalum capacitor can be configured for every 4~10 chips.

4). Devices with weak anti-noise ability and large change in turn-off current, ROM и RAM, should indirectly decoupling capacitors between Vcc and GND.

5). Match a 0.01 отключение микро - контроллер сброс терминала "Сброс" на развязку конденсатора.

4. device configuration:

1. входной зажим тактильного генератора, кристаллического генератора и процессора должен быть как можно ближе, вдали от других устройств низкой частоты.

2. Постарайтесь держать малые токовые и большие токовые цепи подальше от логических схем.

3). The position and direction of the printed board in the chassis should ensure that the device with a large amount of heat is on the top.

разделение линий электропитания, линий связи и сигнальных линий

линия питания и линия переменного тока должны, насколько это возможно, располагаться на доске, отличной от сигнальной линии, otherwise they should be routed separately from the signal line.

6. Other principles:

1). время соединения, the address lines should be as long as possible and as short as possible.

2). Add a pull-up resistor of about 10K to the bus, Это благоприятствует помехам.

3. линии по обе стороны PCB должны быть как можно более вертикальными, с тем чтобы не создавать помех друг другу.

4). размер развязывающего конденсатора обычно составляет с = 1/F, частота передачи данных.

5. неиспользованный зажим соединяется с Vcc через верхние натяжные резисторы (около 10 K) или рядом с используемыми зажимами.

6). Heat-generating components (such as high-power resistors, сорт.) should avoid components that are easily affected by temperature (such as electrolytic capacitors, сорт.).

7. Использование полного декодирования имеет больше помехоустойчивых свойств, чем линейное декодирование.

In order to suppress the interference of high-power devices on the digital element circuit of the microcontroller and the interference of the digital circuit on the analog circuit, высокочастотный дроссель следует использовать, когда цифровое заземление и имитация приземления соединяются с общественным зазором. Это цилиндрический ферритовый магнитный материал. There are several holes in the axial direction. более толстая медная линия проходит через эти отверстия и обходит один или два кольца. Это устройство может считаться нулевым сопротивлением сигналов низкой частоты. , The interference to high-frequency signals can be regarded as an inductor.. (Because of the large DC resistance of the inductor, the inductor cannot be used as a high-frequency choke).

When signal wires other than the printed circuit board are connected, экранированный кабель. высокочастотные и цифровые сигналы, заземление концов экранированного кабеля. экранированный кабель для имитации сигналов низкой частоты, one end should be grounded.

фазовращательная фазовращающая, фазосдвигающая с очень чувствительным шумом и помехами или шумом высокой частоты должна быть защищена металлическим покрытием. влияние ферромагнитного экранирования на высокочастотный шум 500кгц невелико, and the shielding effect of thin copper is better. при креплении колпака винтом, pay attention to the corrosion caused by the potential difference caused by the contact of different materials.

- - -

7. make good use of decoupling capacitors

The decoupling capacitor between the power supply of the integrated circuit and the ground has two functions: on the one hand, Это накопительный конденсатор интегральной схемы, and on the other hand, Он обходит высокочастотный шум оборудования. The typical decoupling capacitor value in digital circuits is 0.1μF. The typical value of the distributed inductance of this capacitor is 5μH. The 0.1μF decoupling capacitor has a distributed inductance of 5μH, частота его параллельного резонанса составляет около 7 МГц. То есть, it has a better decoupling effect for noise below 10MHz, Он почти не влияет на шум выше 40 МГц.

Capacitors of 1μF and 10μF, параллельная резонансная частота выше 20 МГц, the effect of removing high-frequency noise is better.

для каждой 10 интегральных схем необходимо добавить зарядный конденсатор, емкость накопителя, можно выбрать около 10. It is best not to use electrolytic capacitors. электролитический конденсатор намотан двухслойной пленкой. This rolled up structure behaves as an inductance at high frequencies. конденсатор с танталовым или поликарбонатом.

выбор развязывающего конденсатора не важен, с = 1/F, То есть, 0.1μF for 10MHz and 0.01. [за 100MHz, за четверть F].

при сварке зажим развязывающего конденсатора должен быть как можно короче. длинные пальцы приведут к самовозбуждению самого развязывающего конденсатора. например, саморазрушительная частота конденсатора керамического керамического конденсатора с длиной пят 6,3 мм составляет около 35 МГц, а саморазрушительная частота 32 МГц при длине штыря 12,6 мм.

опыт борьбы с шумом и электромагнитными помехами

Anti-jamming design principles of printed circuit boards:

1. ряд резисторов может использоваться для снижения скорости прыгуна на нижнюю кромку контура управления.

2). Try to make the potential around the clock signal circuit close to 0, часовой участок с заземленной катушкой, and the clock wire should be as short as possible.

3). The clock line perpendicular to the I/помехи на линиях о меньше, чем параллельные помехи на линиях I/линия о.

4). я/О - приводная схема как можно ближе к краю печатной доски.

5. Не оставляй неиспользованный зажим дверной цепи. положительный входной конец неиспользованного операционного усилителя заземляется, а отрицательный вход - конец.

6. Попробуйте использовать сгибание линии при температуре 45 °C вместо сворачивания линии при температуре 90 °C, чтобы сократить внешние эмиссии и связи высокочастотных сигналов.

7). вывод сборки должен быть как можно короче.

8). не проводки под кварцевым кристаллом или особо чувствительные к шуму компоненты.

9). Do not form a current loop around the weak signal circuit and the ground wire of the low frequency circuit.

10). When necessary, Включить высокочастотный дроссель ферритов в схему для разделения сигналов, noise, power, and ground.

отверстие на печатных платах даёт ёмкость около 0.6pF; герметизированные материалы интегральных схем сами по себе производят распределительные емкости 2pF ~ 10pF; соединитель на платы с распределенной индуктивностью 520 двухрядный прямой интерполяционный 24 штыря интегральной схемы розетки.

Anti-jamming design of digital circuit and single-chip microcomputer

In the electronic system design, in order to avoid detours and save time, the anti-interference requirements should be fully considered and met, and anti-interference remedial measures should be avoided after the design is completed. There are three basic elements that cause interference:

1) Interference source refers to the component, устройство или сигнал, создающее помехи. It is described in mathematical language as follows: du/dt, куда я иду/dt is large is the interference source. For example, lightning, эстафета, thyristors, motors, высокочастотные часы, сорт. может стать источником помех.

2) Sensitive devices refer to objects that are easily disturbed. Пример: A/D, D/коммутатор, single chip microcomputer, цифровая интегральная схема, weak signal amplifier, etc.

3) Propagation path refers to the path or medium through which interference propagates from the interference source to the sensitive device. типичный путь распространения помех - проводная проводимость и пространственное излучение.- - -

Основные принципы интерференционного проектирования заключаются в том, чтобы подавлять источник помех, отрезать пути распространения помех и повысить устойчивость чувствительных устройств к помехам. (как и профилактика инфекционных заболеваний)

1. Suppress interference sources

Suppressing the interference source is to reduce the du/dt and di/dt of the interference source as much as possible. This is the best consideration and the most important principle in anti-jamming design, and it often has the effect of getting twice the result with half the effort. Reducing the du/Dt источника помех осуществляется главным образом через конденсатор параллельного соединения двух концов источника помех. сокращение прямых инвестиций/dt of the interference source is achieved by connecting inductance or resistance in series with the interference source loop and adding a freewheeling diode.

Ниже перечислены меры, обычно используемые для подавления источников помех:

1) при прокладке проводов избегать ломаной линии 90 градусов, чтобы уменьшить шумовые эмиссии высокой частоты. ах...

2) A freewheeling diode is added to the relay coil to eliminate the back-EMF interference generated when the coil is disconnected. Добавление только одного вспомогательного диода задержит выключение реле. After adding a Zener diode, реле могут работать несколько раз в единицу времени.- - -

3) Connect a spark suppression circuit in parallel at both ends of the relay contact (usually an RC series circuit, the resistance is generally selected from a few K to tens of K, and the capacitor is 0.01uF) to reduce the impact of electric sparks.- - -

4) добавить фильтрующий контур на двигатель и обратить внимание на максимально короткие емкости и провода индуктивности.

5) каждый IC на платы должен быть подключен к батарее 15х15х15х15х15х15х15х15х15ч, чтобы уменьшить воздействие IC на питание. обратите внимание на подключение высокочастотного конденсатора. подключение должно быть близко к зажиму питания и как можно короче. В противном случае увеличится эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора, что влияет на эффект фильтра. - - -

6) обе стороны тиристора соединены с цепи РК - подавления, с тем чтобы уменьшить шум от тиристора (шум может повредить тиристору). - Да. - - -

The so-called conducted interference refers to the interference that propagates to sensitive devices through wires. The frequency bands of high-frequency interference noise and useful signals are different. при добавлении фильтра на проводе можно отключить распространение шумов высокочастотных помех, and sometimes you can add an isolation optocoupler to solve it. Power noise is the most harmful, so pay special attention to handling. так называемые радиационные помехи - помехи, распространяющиеся через космическое излучение на чувствительное оборудование. The general solution is to increase the distance between the interference source and the sensitive device, isolate them with a ground wire and add a shield on the sensitive device.

Меры, обычно используемые для перекрытия каналов распространения, включают:

1) Fully consider the impact of the power supply on the microcontroller. Если хорошее питание, the anti-interference of the whole circuit will be solved more than half. Многие монолитные машины очень чувствительны к шуму питания. It is necessary to add a filter circuit or voltage regulator to the power supply of the single-chip microcomputer to reduce the interference of power supply noise to the single-chip microcomputer. For example, magnetic beads and capacitors can be used to form a Ï-shaped filter circuit. Конечно, 100Ω resistors can be used instead of magnetic beads when the conditions are not high.

2) если порт I / O монолитного компьютера используется для управления шумовым устройством, таким, как электродвигатель, то следует увеличить сегрегацию между портами I / O и источниками шумов (добавить трансмиссионную схему фильтрации). для управления шумовым устройством, таким, как электродвигатель, необходимо добавить изоляцию между портом I / O и источником шумов (добавить схему фильтрации типа "Транс").

(3) Pay attention to the crystal oscillator wiring. The crystal oscillator is as close as possible to the pins of the microcontroller, изоляция часовой зоны, and the crystal oscillator shell is grounded and fixed. This measure can solve many difficult problems.

4) рациональное разделение платы, таких как сильные и слабые сигналы, цифры и Аналоговые сигналы. старайтесь удерживать источник помех (например, электродвигатель, реле) от чувствительных элементов (например, от монолитных машин).

(5) Separate the digital area from the analog area with a ground wire, разделение цифрового заземления от аналогового приземления, and finally connect it to the power ground at one point. проволока/D and D/чип основан на этом принципе. Manufacturers have considered this requirement when assigning A/D and D/A chip pin arrangements.

(6) заземление линии между монолитными и мощными устройствами должно быть разделено на землю, с тем чтобы уменьшить взаимные помехи. как можно больше мощности на краю платы.

(7) The use of anti-interference components such as magnetic beads, магнитная петля, power filters, в ключевых местах, таких как MCU I/порт о, power cord, and circuit board connection line can significantly improve the anti-interference performance of the circuit.

повышение помехоустойчивости чувствительного оборудования

повышение помехоустойчивости чувствительного оборудования означает сведение к минимуму шумов помех, собираемых с стороны чувствительного оборудования, и быстрое восстановление от аномальной ситуации.

Меры по повышению помехоустойчивости чувствительных устройств являются следующими:

(1) Minimize the loop loop area when wiring to reduce induced noise.- - -

(2) при подключении провода питания и заземления должны быть максимально толстыми. Кроме снижения перепада давления, более важно снизить шум связи.

(3) For the idle I/O ports of the single-chip microcomputer, do not float, but should be grounded or connected to the power supply. Другие IC холостые зажимы заземляются или подключаются к питанию без изменения системной логики.- - -

(4) использование мониторов питания и псовых цепей на монолитных микроаппаратах, таких, как IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045 и т.д., может существенно повысить сопротивляемость помехам на всей цепи.

(5) On the premise that the speed can meet the requirements, try to reduce the crystal oscillator of the single-chip microcomputer and select low-speed digital circuits.

(6) оборудование IC должно быть как можно более непосредственно приварено к платы, а розетки IC должны использоваться меньше.

Summary of experience

Г - н А.

для удаления всех неиспользованных кодов до « 0», поскольку это эквивалентно NOP, который может быть возвращен в NOP при выполнении программы; - - -

2. Add several NOPs before the jump instruction, the purpose is the same as 1; - - -

3. при отсутствии аппаратных сторожевых собак контроль за функционированием программы можно осуществлять с помощью программного обеспечения, имитирующего работу сторожевых собак; - - -

4. When dealing with the adjustment or setting of external device parameters, во избежание ошибок во внешнем оборудовании из - за помех, the parameters can be re-sent regularly, позволить внешнему оборудованию восстановить его как можно скорее; - - -

5. помехоустойчивость связи, которая может увеличить контрольный бит данных, может быть использована 2 - 3 или 3 - 5 стратегий; - - -

6. при наличии линии связи, such as I^2C, three-wire system, etc., in practice, we found that setting the Data line, CLK line, обычно, INH - линия устанавливается как "высокая", чем "низкая" с более эффективными помехоустойчивыми эффектами.

аппаратный аспект:

1. заземление и проводка питания

развязка линий;

3. Separation of digital and modular ground; - - -

для каждого цифрового элемента требуется 104 конденсатора между поверхностью земли и электропитанием; ах...

для предотвращения перебоев в портах I / O порт I / O может быть изолирован, в частности, путем разделения диодов, дверной цепи, фотоэлектрической связи, электромагнитной изоляции и т.д.; - 6. в приложении реле, особенно в случае применения большого тока, для предотвращения контакта реле искры от помех в цепи, можно комбинировать обмотку реле на один 104 - й и один диод, а между контактами и обычным стартом - на 472 конденсатора, эффект очень хороший! ...

7. Of course, the anti-interference of the multi-layer board is definitely better than that of the single-sided board, Но себестоимость должна быть в несколько раз выше.

выбор оборудования с высокой помехоустойчивостью более эффективен, чем любой другой метод. Я думаю, что это должно быть самым важным. Потому что внутренне присущие недостатки сборки трудно восполнить внешними методами, но обычно помехоустойчивые компоненты более дорогие, помехоустойчивые компоненты дешевле, как Тайвань восток очень дешевый, но производительность значительно снижается! это в основном зависит от вашего заявления.

Printed circuit board (PCB) is the support of circuit components and devices in electronic products. Он обеспечивает электрическое соединение элементов цепи и оборудования. With the rapid development of electrical technology, плотность PGB возрастает. The quality of PCB design has a great influence on the anti-interference ability. поэтому, in the PCB design. необходимо соблюдать общие принципы проектирования PCB, and the requirements of anti-interference design must be met.