PCB科技 - 數位電路PCB設計中的抗干擾科技

在電子系統中 PCB設計, 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, 並應避免在故障發生後採取抗干擾補救措施 PCB設計 已完成. 造成干擾的基本因素有3個：

（1）干擾源是指產生干擾的部件、設備或訊號。 用數學語言描述如下：du/dt，di/dt較大的地方是干擾源。 例如，雷電、繼電器、晶閘管、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。

（2）傳播路徑是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、單片機、數位積體電路、微弱訊號放大器等。

抗干擾PCB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。 （類似於預防傳染病）

1抑制干擾源

抑制干擾源是為了减少du/dt和di/盡可能减少干擾源的dt. This is the most prioritized 和 most important principle in anti-干擾PCB design, 它通常具有事半功倍的效果.

降低干擾源的du/dt主要通過在干擾源兩端並聯連接電容器來實現。 通過將電感或電阻與干擾源回路串聯並添加續流二極體來降低干擾源的di/dt。

抑制干擾源的常用措施如下：

（1）繼電器線圈中添加了一個續流二極體，以消除線圈斷開時產生的反電動勢的干擾。 僅添加續流二極體將延遲繼電器的關閉時間。 在添加齊納二極體後，繼電器可以在組織時間內運行更多次。

（2）在繼電器觸點的兩端並聯一個火花抑制電路（通常為RC串聯電路，電阻通常從幾K到幾十K不等，電容器為0.01uF），以减少電火花的影響。

（3）為電機添加濾波電路，並注意盡可能短的電容和電感引線。

（4）電路板上的每個IC應並聯一個0.01mF 0.1mF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。 接線應靠近電源端子，並盡可能短。 否則，電容器的等效串聯電阻會新增，從而影響濾波效果。

（5）佈線時避免90度折線，以减少高頻雜訊發射。

（6）晶閘管的兩端並聯到RC抑制電路板，以减少晶閘管產生的雜訊（當雜訊嚴重時，晶閘管可能會擊穿）。

切斷干擾傳播路徑

根據干擾的傳播路徑，可以將其分為兩種類型：傳導干擾和輻射干擾。

所謂傳導干擾是指通過導線傳播到敏感設備的干擾。 高頻干擾雜訊和有用訊號的頻帶不同，可以通過在導線上添加濾波器來切斷高頻干擾雜訊的傳播，有時可以添加隔離光耦來解决。 電源雜訊是最有害的，囙此要特別注意處理。 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，並在敏感設備上加遮罩。

切斷干擾傳播路徑的常用措施如下：

（1）充分考慮電源對微控制器的影響。 如果電源供應做好，整個電路的抗干擾問題將解决一半以上。 許多單片機對電源雜訊非常敏感，囙此有必要在單片機電源中添加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。 當然，當條件不高時，可以使用100Ω電阻器代替磁珠。

（2）如果單片機的輸入/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添加隔離（添加Ï形濾波電路）。

為了控制電機等雜訊設備，應在輸入/輸出埠和雜訊源之間添加隔離（添加Ï形濾波電路）。

（3）注意晶體振盪器接線。 晶體振盪器盡可能靠近微控制器的引脚，時鐘區域用地線隔離，晶體振盪器外殼接地並固定。 這一措施可以解决許多難題。

（4）合理劃分電路板，如强弱訊號、數位和類比信號。 盡可能使干擾源（如電機、繼電器）遠離敏感部件（如單片機）。

（5）用地線將數位區與類比區分開，將數位地與類比地分開，最後在一點將其連接到電源地。 A/D和D/A晶片的佈線也基於這一原則，製造商在分配A/D和D/A晶片引脚佈置時考慮了這一要求。

（6）單片機和大功率設備的地線應單獨接地，以减少相互干擾。 盡可能將大功率設備放置在電路板邊緣。

(7) The use of anti-interference components such as magnetic beads, 磁環, 電力濾波器, 以及在關鍵位置的遮罩，如MCU I/O埠, 電源線, and PCB電路板 連接線可以顯著提高電路的抗干擾效能.