Anti-interferens er et meget vigtigt led i moderne kredsløbsdesign, som direkte afspejler hele systemets ydeevne og pålidelighed. For PCB-ingeniører er anti-interferensdesign det centrale og vanskelige punkt, som alle skal mestre.
Tilstedeværelsen af interferens i printkortet
I faktisk forskning har det vist sig, at der er fire hovedinterferenser i printkortdesign: strømforsyningsstøj, transmissionslinjeinterferens, kobling og elektromagnetisk interferens (EMI).
1. Støj fra strømforsyningen
I højfrekvenskredsløbet har støjen fra strømforsyningen en særlig tydelig indflydelse på højfrekvenssignalet. Derfor er det første krav til strømforsyningen lav støj. Her er ren jord lige så vigtig som en ren strømkilde.
2. Transmissionslinje
Der er kun to typer transmissionslinjer mulige i et printkort: stripledning og mikrobølgeledning. Det største problem med transmissionslinjer er refleksion. Refleksion vil forårsage mange problemer. For eksempel vil belastningssignalet være en superposition af det oprindelige signal og ekkosignalet, hvilket vil øge vanskeligheden ved signalanalyse; refleksion vil forårsage returtab (returtab), hvilket vil påvirke signalet. Virkningen er lige så alvorlig som den, der forårsages af additiv støjinterferens.
3. Kobling
Interferenssignalet genereret af interferenskilden forårsager elektromagnetisk interferens i det elektroniske styresystem gennem en bestemt koblingskanal. Interferenskoblingsmetoden er intet andet end at påvirke det elektroniske styresystem via ledninger, mellemrum, fælles ledninger osv. Analysen omfatter hovedsageligt følgende typer: direkte kobling, fælles impedanskobling, kapacitiv kobling, elektromagnetisk induktionskobling, strålingskobling osv.
4. Elektromagnetisk interferens (EMI)
Elektromagnetisk interferens (EMI) har to typer: ledningsbåret interferens og udstrålet interferens. Ledningsbåret interferens refererer til koblingen (interferens) af signaler på ét elektrisk netværk til et andet elektrisk netværk gennem et ledende medium. Udstrålet interferens refererer til, at en interferenskilde kobler (interfererer) sit signal til et andet elektrisk netværk gennem rummet. I højhastigheds-PCB- og systemdesign kan højfrekvente signallinjer, integrerede kredsløbsben, forskellige stik osv. blive strålingsinterferenskilder med antennekarakteristika, som kan udsende elektromagnetiske bølger og påvirke andre systemer eller andre delsystemer i systemet under normalt arbejde.
PCB- og kredsløbsinterferensforanstaltninger
Anti-jamming-designet på printkort er tæt forbundet med det specifikke kredsløb. I det følgende vil vi kun give nogle forklaringer på flere almindelige mål for anti-jamming-design på printkort.
1. Netledningsdesign
I henhold til størrelsen af strømmen på printkortet skal du forsøge at øge bredden på strømledningen for at reducere loopmodstanden. Samtidig skal retningen på strømledningen og jordledningen være i overensstemmelse med datatransmissionsretningen, hvilket bidrager til at forbedre støjdæmpningen.
2. Jordledningsdesign
Adskil digital jord fra analog jord. Hvis der er både logiske kredsløb og lineære kredsløb på printkortet, bør de adskilles så meget som muligt. Jorden på lavfrekvenskredsløbet bør så vidt muligt være parallelforbundet på ét punkt. Når selve ledningsføringen er vanskelig, kan den delvist serieforbindes og derefter parallelforbindes. Højfrekvenskredsløbet bør serieforbindes på flere punkter, jordledningen bør være kort og tyk, og der bør anvendes en gitterlignende jordfolie med stort areal omkring højfrekvenskomponenten.
Jordledningen skal være så tyk som muligt. Hvis der anvendes en meget tynd ledning til jordledningen, ændres jordpotentialet med strømmen, hvilket reducerer støjmodstanden. Derfor skal jordledningen fortykkes, så den kan lade tre gange den tilladte strøm passere gennem printkortet. Hvis det er muligt, skal jordledningen være over 2~3 mm.
Jordledningen danner en lukket sløjfe. For printkort, der kun består af digitale kredsløb, er de fleste af deres jordkredsløb arrangeret i sløjfer for at forbedre støjmodstanden.
3. Konfiguration af afkoblingskondensator
En af de konventionelle metoder til printkortdesign er at konfigurere passende afkoblingskondensatorer på hver nøgledel af printkortet.
De generelle konfigurationsprincipper for afkoblingskondensatorer er:
① Tilslut en elektrolytisk kondensator på 10 ~ 100uF over strømindgangen. Hvis det er muligt, er det bedre at tilslutte til 100uF eller mere.
② I princippet bør hver integreret kredsløbschip være udstyret med en 0,01 pF keramisk kondensator. Hvis mellemrummet på printkortet ikke er tilstrækkeligt, kan der installeres en 1-10 pF kondensator for hver 4~8 chips.
③For enheder med svag støjreduktion og store strømændringer, når de er slukket, såsom RAM- og ROM-lagringsenheder, bør en afkoblingskondensator tilsluttes direkte mellem strømforsyningen og chippens jordledning.
④Kondensatorens ledning bør ikke være for lang, især højfrekvensbypasskondensatoren bør ikke have ledning.
4. Metoder til at eliminere elektromagnetisk interferens i printkortdesign
①Reducer sløjfer: Hver sløjfe svarer til en antenne, så vi skal minimere antallet af sløjfer, sløjfens areal og sløjfens antenneeffekt. Sørg for, at signalet kun har én sløjfevej på to punkter, undgå kunstige sløjfer, og prøv at bruge effektlaget.
②Filtrering: Filtrering kan bruges til at reducere EMI både på strømforsyningen og signalledningen. Der er tre metoder: afkoblingskondensatorer, EMI-filtre og magnetiske komponenter.
③Skjold.
④ Prøv at reducere hastigheden på højfrekvente enheder.
⑤ Forøgelse af printkortets dielektriske konstant kan forhindre højfrekvente dele, såsom transmissionsledningen tæt på printkortet, i at udstråle udad; forøgelse af printkortets tykkelse og minimering af mikrostripledningens tykkelse kan forhindre, at den elektromagnetiske ledning overløber, og også forhindre stråling.