Công nghệ PCB - Một số nguyên tắc trong thiết kế chống nhiễu PCB

Bố trí dây nguồn trong thiết kế PCB

1. Bố trí dây điện:

1. Theo kích thước hiện tại, cố gắng mở rộng dây.

2. Hướng của dây nguồn và dây mặt đất phải phù hợp với hướng truyền dữ liệu.

3. Đầu vào nguồn của bảng in phải được kết nối với tụ điện tách rời 10~100 ° F.

Hai bố trí dây nối đất:

1. Mặt đất kỹ thuật số được tách ra khỏi mặt đất tương tự.

2. Dây nối đất phải càng dày càng tốt để có thể vượt qua 3 lần dòng điện cho phép trên bảng in, thường là 2~3mm.

3. Trong thiết kế bố trí PCB, dây mặt đất nên được hình thành càng nhiều vòng càng tốt để giảm sự khác biệt tiềm năng của dây mặt đất.

Cấu hình tụ điện ba tách rời:

1. Kết nối một tụ điện điện phân 10~100 ° F ở đầu vào nguồn của bảng in, tốt hơn nếu nó có thể lớn hơn 100 ° F.

2. Kết nối một tụ gốm 0,01~0,1 ° F giữa Vcc và GND của mỗi chip tích hợp. Nếu không gian không được phép, 1~10 Island F-Tantali tụ có thể được cấu hình cho mỗi 4~10 chip.

3. Các thiết bị có khả năng chống ồn yếu và sự thay đổi lớn về dòng điện tắt, cũng như ROM và RAM, nên tách rời một tụ điện gián tiếp giữa Vcc và GND.

4. Phù hợp với tụ điện tách rời 0,01 ° F trên thiết bị đầu cuối đặt lại "reset" của vi điều khiển.

5. Dây dẫn của tụ điện tách rời không nên quá dài, đặc biệt là tụ điện bỏ qua tần số cao.

Cấu hình bốn thiết bị:

1. Đầu vào đồng hồ của máy phát đồng hồ, dao động tinh thể và CPU phải càng gần và cách xa các thiết bị tần số thấp khác càng tốt.

2. Giữ mạch hiện tại nhỏ và mạch hiện tại lớn càng xa mạch logic càng tốt.

3. Vị trí và hướng của tấm in trong khung máy phải đảm bảo rằng thiết bị có nhiều nhiệt nằm trên cùng.

Năm dây nguồn, dây AC và dây tín hiệu được định tuyến riêng biệt

Dây nguồn và dây AC nên được đặt trên các tấm khác với dây tín hiệu nếu có thể, nếu không sẽ được định tuyến riêng biệt với dây tín hiệu.

Sáu nguyên tắc khác:

1. Thêm điện trở kéo lên khoảng 10K trên xe buýt, tốt cho khả năng chống nhiễu.

2. Khi định tuyến, đường địa chỉ phải dài và ngắn nhất có thể.

3. Các đường dây trên cả hai mặt của PCB nên được sắp xếp theo chiều dọc càng tốt để ngăn chặn sự can thiệp lẫn nhau.

4. Kích thước của tụ điện tách rời thường là C=1/F và F là tần số truyền dữ liệu.

5. Các chân không sử dụng được kết nối với Vcc bằng điện trở kéo lên (khoảng 10K), hoặc song song với các chân được sử dụng.

6. Các yếu tố làm nóng (chẳng hạn như điện trở công suất cao, v.v.) nên tránh các yếu tố dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ (chẳng hạn như tụ điện điện phân, v.v.).

7. Sử dụng giải mã đầy đủ có hiệu suất chống nhiễu mạnh hơn giải mã hàng.

Để kiểm soát sự can thiệp của các thiết bị công suất cao vào mạch thành phần kỹ thuật số vi điều khiển và sự can thiệp của mạch kỹ thuật số vào mạch tương tự, nối đất kỹ thuật số và nối đất tương tự nên được kết nối với các điểm nối chung thông qua vòng chặn tần số cao. Đây là một vật liệu nam châm sắt hình trụ với một số lỗ trên trục. Một sợi dây đồng dày hơn đi qua lỗ và vòng một hoặc hai lần. Thiết bị này có thể được coi là trở kháng bằng không đối với tín hiệu tần số thấp. Sự can thiệp vào tín hiệu tần số cao có thể được coi là điện cảm. (Do điện trở DC lớn của cuộn cảm, cuộn cảm không thể được sử dụng như một choke tần số cao).

Cáp được che chắn thường được sử dụng khi kết nối các đường tín hiệu bên ngoài bảng mạch in. Đối với tín hiệu tần số cao và tín hiệu kỹ thuật số, cả hai đầu của cáp che chắn phải được nối đất. Đối với cáp được che chắn với tín hiệu analog tần số thấp, một đầu phải được nối đất.

Các mạch rất nhạy cảm với tiếng ồn và nhiễu hoặc các mạch có tiếng ồn tần số cao đặc biệt nên được che chắn bằng nắp kim loại. Hiệu quả che chắn của lá chắn sắt từ đối với tiếng ồn tần số cao 500KHz là không rõ ràng, và hiệu quả che chắn đồng mỏng là tốt hơn. Khi sử dụng vít để cố định lá chắn, hãy chú ý đến sự ăn mòn gây ra bởi sự khác biệt về tiềm năng do tiếp xúc với các vật liệu khác nhau

7 Sử dụng tụ điện tách rời

Tụ tách rời giữa nguồn cung cấp mạch tích hợp và mặt đất có hai chức năng: một mặt là tụ điện lưu trữ năng lượng của mạch tích hợp và mặt khác là tiếng ồn tần số cao của thiết bị bỏ qua. Giá trị tụ điện tách rời điển hình trong mạch kỹ thuật số là 0,1 ° F. Giá trị điển hình của cảm ứng phân phối cho tụ điện này là 5 ° H. Tụ tách rời 0,1 ° F có cảm ứng phân tán 5 ° H và tần số cộng hưởng song song của nó là khoảng 7 MHz. Điều đó nói rằng, nó có hiệu ứng tách rời tốt hơn đối với tiếng ồn dưới 10 MHz và ít ảnh hưởng đến tiếng ồn trên 40 MHz.

Tụ điện 1 ° F và 10 ° F, tần số cộng hưởng song song trên 20 MHz, loại bỏ tiếng ồn tần số cao tốt hơn.

Mỗi 10 mạch tích hợp yêu cầu thêm một tụ điện sạc và xả hoặc tụ điện lưu trữ năng lượng, với khoảng 10 F tùy chọn. Tốt nhất là không nên sử dụng điện phân. Tụ điện phân được cuộn với hai lớp màng mỏng. Cấu trúc cuộn này thể hiện ở tần số cao như điện cảm. Sử dụng bình chứa điện tantali hoặc tụ điện polycarbonate.

Việc lựa chọn các tụ điện tách rời không quan trọng. Bạn có thể nhấn C=1/F, có nghĩa là 0,1 ° F cho 10 MHz và 0,01 ° F cho 100 MHz.

Khi hàn, chân của tụ điện tách rời nên càng ngắn càng tốt. Pin dài sẽ gây ra tụ điện tách rời tự cộng hưởng. Ví dụ, tụ gốm 1000pF có chiều dài pin 6,3mm có tần số tự cộng hưởng khoảng 35 MHz và 32 MHz khi chiều dài pin là 12,6mm.

Tám bài học để giảm tiếng ồn và nhiễu điện từ

Nguyên tắc thiết kế chống nhiễu của bảng mạch in

1. Một loạt các điện trở có thể được sử dụng để giảm tốc độ nhảy của các cạnh trên và dưới của mạch điều khiển.

2. Cố gắng làm cho tiềm năng xung quanh mạch tín hiệu đồng hồ gần bằng 0, sử dụng dây mặt đất xung quanh khu vực đồng hồ, dây đồng hồ nên ngắn nhất có thể.

4. Không rời khỏi đầu ra của mạch cổng không sử dụng. Đầu vào tích cực của bộ khuếch đại hoạt động không sử dụng phải được nối đất và đầu vào tiêu cực phải được kết nối với đầu ra.

5. Cố gắng sử dụng đường 45 ° thay vì đường 90 °, định tuyến để giảm phát xạ và ghép nối bên ngoài của tín hiệu tần số cao.

6. Đường đồng hồ vuông góc với đường I/O có nhiễu ít hơn so với đường đồng hồ song song với đường I/O.

6. Pin của các thành phần nên càng ngắn càng tốt.

8. Không dây dưới tinh thể thạch anh hoặc dưới các bộ phận đặc biệt nhạy cảm với tiếng ồn.

9. Không tạo vòng lặp hiện tại xung quanh dây nối đất của mạch tín hiệu yếu và mạch tần số thấp.

10. Thêm choke tần số cao ferrite vào mạch khi cần thiết để tách tín hiệu, tiếng ồn, nguồn điện và mặt đất.

Nhà máy PCB tạo ra điện dung phân tán 2pF~10pF trong vật liệu đóng gói riêng của họ; Đầu nối trên bảng có điện cảm phân tán 520 Island H; Ổ cắm mạch tích hợp 24 chân cắm trực tiếp hai hàng giới thiệu cảm ứng phân tán của 4 Island H~18 Island H.

Trên đây là phân phối thiết kế của nhà máy PCB cho mạch.