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PCB科技 - PCB板設計中常見干擾源抑制方法分析

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PCB板設計中常見干擾源抑制方法分析

2021-09-12
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Author:Belle

PCB設計 電子系統的, 為了避免繞道而行,節省時間, 應充分考慮並滿足抗干擾要求, 並避免在設計完成後採取抗干擾補救措施. 形成干涉有3個基本要素:

(1)干擾源是指在數學la中描述的干擾組件、設備或訊號

語言如下:DU/dt,DI/dt干擾源很大。 如:雷電、繼電器、晶閘管、電機、高頻時鐘等,都可能成為干擾源。

柔性線路板

(2)傳播路徑:指干擾從干擾源傳播到敏感設備的路徑或介質。 典型的干擾傳播路徑是導線傳導和空間輻射。

(3)敏感設備是指容易受到干擾的物體。 如:A/D、D/A轉換器、MCU、數位IC、微弱訊號放大器等。抗干擾設計的基本原則是抑制干擾源,切斷干擾傳播路徑,提高敏感器件的抗干擾效能。

1抑制干擾源

要抑制干擾源,請最小化干擾源的DU/dt和di/dt。 這是抗干擾設計的首要考慮和重要原則,往往可以事半功倍。 為了减少干擾源的DU/DT,在干擾源的兩端並聯電容器。 為了减小干擾源的DI/DT,在干擾源電路中串聯電感或電阻,並新增連續二極體。

抑制干擾源的常用措施如下:

(1)繼電器線圈中添加了連續二極體,以消除線圈斷開時產生的反電動勢干擾。 僅添加連續二極體將使繼電器的斷開時間滯後,並且在添加調節二極體後,繼電器每組織時間可以運行更多次。

(2)火花抑制電路連接在繼電器觸點的兩端(一般為RC串聯電路,電阻通常從幾K到幾十K,電容從0.01uF選擇),以减少電火花的影響。

(3)在電機上新增濾波電路,注意電容和電感引線應盡可能短。

(4)電路板上的每個IC應連接一個0.01mF~0.1mF的高頻電容器,以减少IC對電源的影響。 注意高頻電容器的接線。 接線應靠近電源端,並盡可能短。 否則,電容的等效串聯電阻會增大,從而影響濾波效果。

(5)接線時避免90度斷線,减少高頻雜訊發射。

(6)SCR和RC抑制電路的兩端,降低了SCR產生的雜訊(當SCR擊穿時,這種雜訊可能會很嚴重)。

根據干擾的傳播路徑,可分為傳導干擾和輻射干擾兩種類型。

所謂傳導干擾是指通過導線傳輸到敏感設備的干擾。 h

高頻雜訊在頻帶上不同於有用訊號。 可以通過在導線上添加濾波器來切斷,有時也可以通過添加隔離光耦合器來解决。 電源雜訊危害,要特別注意處理。 所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感設備的干擾。 一般的解決方案是新增干擾源和敏感設備之間的距離,用地線將其隔離,並在敏感設備上加上蓋子。

切斷干擾傳播路徑的常用措施如下:

(1)充分考慮電源對單片機的影響。 如果供電做得好,整個電路的抗干擾問題就基本解决了。 許多單片機對電源雜訊非常敏感,囙此有必要在電源中加入濾波電路或電壓調節器,以减少電源雜訊對單片機的干擾。 例如,磁珠和電容器可用於形成Ï形濾波電路,但要求較低的條件也可由100Ï 電阻器代替。

(2)如果MCU的輸入/輸出埠用於控制電機等雜訊設備,則應在輸入/輸出埠和雜訊源之間新增隔離(新增Ï形濾波電路)。 控制電機和其他雜訊設備,在輸入/輸出埠和雜訊源之間應隔離(新增Ï形濾波電路)。

(3)注意水晶接線。 晶體振盪器與MCU引脚盡可能靠近,接地線與時鐘區隔離,晶體振盪器外殼接地並固定。 這項措施將解决許多難題。

(4)合理劃分電路板,如强弱訊號、數位和類比信號。 使干擾源(如電機和繼電器)盡可能遠離敏感組件(如微控制器)。

(5)地線將數位區與類比區分開。 數位接地和類比接地應分開,並在一點連接到電源接地。 A/D和D/A晶片的佈線也基於這一原理。 製造商在分配A/D和D/A晶片的引脚排列時考慮了這一要求。

(6)MCU和大功率設備的地線應單獨接地,以减少相互干擾。 大功率組件應盡可能放置在電路板邊緣。

(7)在MCU輸入/輸出埠、電源線、電路板連接線等關鍵部位使用抗干擾元件,如磁珠、磁環、電源濾波器、遮罩罩等,可以顯著提高電路的抗干擾效能。

提高敏感器件的抗干擾效能

提高敏感器件的抗干擾效能是指减少干擾雜訊的拾取並儘快從异常狀態恢復的方法。

提高敏感設備抗干擾效能的常用措施如下:

(1)佈線時,儘量減少環路面積,以减少感應雜訊。

(2)接線時,電源電纜和接地電纜應盡可能厚。 除了降低壓降外,更重要的是降低耦合雜訊。

(3)對於MCU的空閒輸入/輸出埠,請勿掛起、接地或連接到電源。 其他IC的空閒端接地或連接到電源,而不改變系統邏輯。

(4)採用IMP809、IMP706、IMP813、X25043、X25045等單片機電源監控和看門狗電路,可以大大提高整個電路的抗干擾效能。

(5)在速度滿足要求的前提下,儘量减小單片機的晶體振動,選擇低速數位電路。

(6)IC器件盡可能直接焊接在電路板上,用較少的IC座。

為了達到良好的抗干擾性,所以我們經常看到PCB板上的地線劃分。 但並非所有的數位和類比混合電路都必須是地平面分割電路。 因為這樣的分割是為了减少雜訊的干擾。

理論:數位電路中的一般頻率將高於類比電路的頻率,它們本身將訊號與接地層形成回流(因為在訊號傳輸中,銅線和銅線存在於各種分佈電容和電感之間),如果我們將接地混合在一起, 然後,回流將在數位和類比電路中相互串擾。 我們將它們分開,使它們只在內部形成回流。 它們只能通過零歐姆電阻或磁珠連接,因為它們是相同的物理接地,現在佈線將它們分開,應該進行連接。