Технология PCB - Подавление источников электромагнитных помех в электронных устройствах

Электромагнитные помехи широко распространены в различных видах электронного и электрического оборудования, все виды электронного и электрического оборудования более или менее излучают электромагнитные волны во время работы, вызывая помехи для нормальной работы всего оборудования. При проектировании электроники некоторые электроэлектронные изделия не отвечают требованиям из - за недостаточного учета электромагнитной совместимости. Поэтому я подытожил некоторые вопросы, на которые следует обратить внимание.

Подключение к земле

Имитационные и цифровые схемы имеют независимый путь питания и заземления. Попробуйте расширить линии электропитания и наземные провода в обеих частях схемы или использовать отдельные слои электропитания и заземления, чтобы уменьшить сопротивление цепи электропитания и заземления и уменьшить любое возможное помеховое напряжение в цепи электропитания и цепи заземления.

Отдельно работающие ПХБ могут быть смоделированы и цифровы подключены к одной точке вблизи точки соприкосновения системы. Если напряжение питания одинаковое, то источник питания аналоговой и цифровой цепей подключен к одноточечному входу питания. Если напряжение питания не совпадает, два источника питания ближе. Установите конденсатор - 1½ 2 Isla tyf, который обеспечивает обратный ток сигнала между двумя источниками питания.

Идеальным заземлением является физическое тело с нулевым сопротивлением и нулевым потенциалом. Это не только точка отсчета сигнала, но и не вызывает снижения напряжения при потоке тока. В реальных электроэлектронных устройствах такой идеальной наземной линии не существует, и при прохождении тока через нее неизбежно происходит снижение напряжения. Таким образом, механизм формирования помех в наземной линии можно отнести к следующим двум моментам. Во - первых, уменьшить низкое сопротивление и сопротивление подачи. Во - вторых, правильно выбрать способ заземления и заблокировать контур заземления. В соответствии с методом заземления он делится на плавучее заземление, одноточечное заземление, многоточечное заземление и смешанное заземление. Если помехи чувствительной линии в основном исходят из внешнего пространства или корпуса системы, для решения этой проблемы может использоваться плавающая площадка. Однако плавучие наземные устройства могут легко генерировать электростатическое накопление. Когда заряд достигает определенного уровня, происходит электростатический разряд, поэтому плавающая площадка не подходит для общего электронного оборудования.

Требования к компоновке компонентов PCB

Компоненты схемы и пути сигнала должны быть расположены таким образом, чтобы свести к минимуму взаимодействие нежелательных сигналов:

(1) Электронные сигнальные каналы низкого уровня не должны приближаться к высокоуровневым сигнальным каналам и нефильтрованным линиям питания, включая схемы, которые могут генерировать переходные процессы.

(2) Высокие, средние и низкие скорости логических схем используют различные области на PCB.

(3) При компоновке схемы длина сигнальной линии должна быть сведена к минимуму.

(4) Обеспечить отсутствие слишком длинных параллельных сигнальных линий между соседними пластинами, между соседними слоями одной и той же пластины и между соседними проводами на одном и том же этаже.

(5) Фильтр электромагнитных помех (ЭМИ) должен быть как можно ближе к источнику ЭМИ и помещен на ту же плату.

(6) Преобразователи DC / DC, переключатели и выпрямители должны быть как можно ближе к трансформаторам, чтобы свести к минимуму длину их проводов.

(7) Поместите блок регулирования напряжения и фильтрующий конденсатор как можно ближе к выпрямительному диоду.

(8) Печатные пластины делятся в зависимости от частоты и характеристик переключения тока, а шумовые и нешумные компоненты должны находиться дальше друг от друга.

(9) Чувствительные к шуму провода не должны быть параллельны высокотоковым высокоскоростным переключателям.

Дизайн многослойных панелей

В многослойной конструкции плоскость питания должна быть близка к плоскости заземления и расположена под плоскостью заземления. Таким образом, конденсатор между двумя металлическими пластинами может использоваться в качестве плавного конденсатора питания, а плоскость заземления также блокирует радиационный ток, распределенный по плоскости питания; Для устранения магнитного потока проводящий слой должен располагаться вблизи всей металлической плоскости. Печатные линии в промежуточном слое образуют плоские волноводы, а поверхность - микрополосные линии. У них разные характеристики передачи; Часовые и высокочастотные схемы являются основными источниками помех и излучения. Они должны быть расположены отдельно и вдали от чувствительных цепей; Все печатные платы с определенным напряжением излучают электромагнитную энергию в космос. Чтобы уменьшить этот эффект, физический размер печатной пластины должен быть на 20H меньше, чем физический размер ближайшего пола, где H является поверхностью двух печатных пластин. Интервал. В зависимости от типичного размера печатной платы 20H обычно составляет около 3 мм.

Чтобы избежать электромагнитных помех, вызванных относительно небольшим расстоянием между двумя линиями печати, любое расстояние между линиями должно быть не менее чем в два раза больше ширины линии печати, то есть не менее 2 Вт, где w является шириной линии печати.

Установить развязывающий конденсатор

Хороший высокочастотный развязывающий конденсатор может удалять высокочастотные компоненты до 1 ГГц. Керамические пластинчатые или многослойные керамические конденсаторы обладают лучшими высокочастотными свойствами. При проектировании печатных плат необходимо добавить развязывающие конденсаторы между источником питания и заземлением каждой интегральной схемы. Дисцептивный конденсатор имеет две функции: с одной стороны, это конденсатор хранения энергии в интегральной схеме, который обеспечивает и поглощает энергию зарядки и разряда в момент открытия и закрытия интегральной схемы; С другой стороны, он обходит высокочастотный шум устройства.

Подавление электромагнитной связи между линиями

Уменьшение площади контура источника помех и чувствительных цепей. Лучший способ - использовать двойную скрутку и экранную линию, которая скручивает сигнальную линию с земной линией (или несущей цепью), чтобы расстояние между сигналом и земной линией (или нагруженной цепью) было минимальным; Увеличить расстояние между линиями, чтобы сделать взаимодействие между источником помех и индукционной линией как можно меньше; Если возможно, линия источника помех и индукционная линия прокладываются под прямым углом (или близко к прямому углу), что может значительно уменьшить две связи между линиями;

Другие способы снижения шума и электромагнитных помех

(1) Окружите область часов заземлением и сделайте линию часов как можно короче.

(2) Попробуйте обеспечить некоторую форму демпфирования для реле и т.д.

(3) Использование часов минимальной частоты, соответствующих системным требованиям.

(4) Генератор часов находится как можно ближе к устройству, использующему часы. Корпус кварцевого кристаллического генератора должен быть заземлен.

(5) Схема привода I / O должна быть как можно ближе к краю печатной платы и как можно скорее выводить ее из печатной платы. Сигналы, поступающие на печатные панели, должны быть отфильтрованы, а сигналы, поступающие из зон с высоким уровнем шума, также должны быть отфильтрованы. В то же время следует использовать ряд конечных резисторов для уменьшения отражения сигнала.

(6) Входные зажимы неиспользуемых сеточных схем не должны оставаться плавающими. Положительный входной конец неиспользуемого операционного усилителя должен быть заземлен, а отрицательный входной конец должен быть подключен к выходному концу.

(7) Печатные пластины должны, насколько это возможно, использовать 45 - градусную ломаную линию вместо 90 - градусной, чтобы уменьшить внешнюю эмиссию и связь высокочастотных сигналов.

(8) Сигналы выбора часов, шины и чипа должны быть удалены от линий ввода / вывода и разъемов.

(9) Входные линии аналогового напряжения и зажимы опорного напряжения должны быть максимально удалены от линий сигнала цифровой схемы, особенно от часов.

Для устройств A / D цифровые и аналоговые части предпочитают унифицировать, а не пересекаться.

(10) Не прокладывайте провода под кварцевыми кристаллами и под шумочувствительными устройствами.

В общем

При проектировании PCB необходимо учитывать влияние различных помех. Полная конструкция может эффективно имитировать электромагнитные помехи, сокращать цикл проектирования продукта и повышать стабильность и надежность системы.