A protección antiinterferencias é un elo moi importante no deseño de circuítos moderno, que reflicte directamente o rendemento e a fiabilidade de todo o sistema. Para os enxeñeiros de circuítos impresos, o deseño antiinterferencias é o punto clave e difícil que todos deben dominar.

A presenza de interferencias na placa PCB
En investigacións reais, observouse que existen catro interferencias principais no deseño de placas de circuíto impreso (PCB): ruído da fonte de alimentación, interferencia da liña de transmisión, acoplamento e interferencia electromagnética (EMI).

1. Ruído da fonte de alimentación
No circuíto de alta frecuencia, o ruído da fonte de alimentación ten unha influencia particularmente evidente no sinal de alta frecuencia. Polo tanto, o primeiro requisito para a fonte de alimentación é un baixo ruído. Aquí, unha conexión a terra limpa é tan importante como unha fonte de alimentación limpa.

2. Liña de transmisión
Só hai dous tipos de liñas de transmisión posibles nunha placa de circuíto impreso (PCB): liña de banda e liña de microondas. O maior problema coas liñas de transmisión é a reflexión. A reflexión causará moitos problemas. Por exemplo, o sinal de carga será a superposición do sinal orixinal e o sinal de eco, o que aumentará a dificultade da análise do sinal; a reflexión causará perda de retorno (perda de retorno), o que afectará o sinal. O impacto é tan grave como o causado pola interferencia de ruído aditivo.

3. Acoplamento
O sinal de interferencia xerado pola fonte de interferencia provoca interferencias electromagnéticas no sistema de control electrónico a través dun determinado canal de acoplamento. O método de acoplamento da interferencia non é máis que actuar sobre o sistema de control electrónico a través de cables, espazos, liñas comúns, etc. A análise inclúe principalmente os seguintes tipos: acoplamento directo, acoplamento de impedancia común, acoplamento capacitivo, acoplamento de indución electromagnética, acoplamento de radiación, etc.

4. Interferencia electromagnética (EMI)
A interferencia electromagnética (EMI) ten dous tipos: interferencia conducida e interferencia radiada. A interferencia conducida refírese ao acoplamento (interferencia) de sinais dunha rede eléctrica a outra rede eléctrica a través dun medio condutor. A interferencia radiada refírese ao acoplamento (interferencia) dunha fonte de interferencia a outra rede eléctrica a través do espazo. No deseño de sistemas e PCB de alta velocidade, as liñas de sinal de alta frecuencia, os pines de circuítos integrados, varios conectores, etc., poden converterse en fontes de interferencia de radiación con características de antena, que poden emitir ondas electromagnéticas e afectar a outros sistemas ou outros subsistemas do sistema durante o seu funcionamento normal.

Medidas antiinterferencias para PCB e circuítos
O deseño anti-interferencias da placa de circuíto impreso está estreitamente relacionado co circuíto específico. A continuación, só daremos algunhas explicacións sobre varias medidas comúns de deseño anti-interferencias de PCB.

1. Deseño do cable de alimentación
Dependendo do tamaño da corrente da placa de circuíto impreso, intente aumentar o ancho da liña de alimentación para reducir a resistencia do bucle. Ao mesmo tempo, faga que a dirección da liña de alimentación e a liña de terra sexan coherentes coa dirección da transmisión de datos, o que axuda a mellorar a capacidade antiruído.

2. Deseño do cable de terra
Separar a terra dixital da terra analóxica. Se hai circuítos lóxicos e circuítos lineais na placa de circuítos, deben separarse o máximo posible. A terra do circuíto de baixa frecuencia debe conectarse a terra en paralelo nun único punto na medida do posible. Cando o cableado real sexa difícil, pódese conectar parcialmente en serie e despois conectarse a terra en paralelo. O circuíto de alta frecuencia debe conectarse a terra en varios puntos en serie, o cable de terra debe ser curto e groso, e a lámina de terra de gran área en forma de grella debe usarse arredor do compoñente de alta frecuencia.

O cable de terra debe ser o máis groso posible. Se se usa un fío moi fino para o cable de terra, o potencial de terra cambia coa corrente, o que reduce a resistencia ao ruído. Polo tanto, o cable de terra debe ser máis groso para que poida deixar pasar o triplo da corrente admisible na placa impresa. Se é posible, o cable de terra debe ter unha lonxitude superior a 2~3 mm.

O cable de terra forma un bucle pechado. No caso das placas impresas compostas só por circuítos dixitais, a maioría dos seus circuítos de terra están dispostos en bucles para mellorar a resistencia ao ruído.

3. Configuración do condensador de desacoplamento
Un dos métodos convencionais de deseño de PCB é configurar condensadores de desacoplamento axeitados en cada parte clave da placa impresa.

Os principios xerais de configuración dos condensadores de desacoplamento son:

① Conecte un condensador electrolítico de 10 ~ 100 µF á entrada de alimentación. Se é posible, é mellor conectar a 100 µF ou máis.

②En principio, cada chip de circuíto integrado debería estar equipado cun condensador cerámico de 0,01 pF. Se o espazo entre placas impresas non é suficiente, pódese instalar un condensador de 1-10 pF por cada 4~8 chips.

③Para dispositivos con pouca capacidade antiruído e grandes variacións de potencia ao apagarse, como os dispositivos de almacenamento RAM e ROM, débese conectar directamente un condensador de desacoplamento entre a liña de alimentación e a liña de terra do chip.

④O cable do condensador non debe ser demasiado longo, especialmente o condensador de derivación de alta frecuencia non debe ter cable.

4. Métodos para eliminar a interferencia electromagnética no deseño de placas de circuíto impreso

①Reducir os bucles: cada bucle é equivalente a unha antena, polo que debemos minimizar o número de bucles, a área do bucle e o efecto de antena do bucle. Asegurarse de que o sinal teña só unha ruta de bucle en dous puntos, evitar os bucles artificiais e tentar usar a capa de potencia.

②Filtrado: O filtrado pódese empregar para reducir as interferencias electromagnéticas (EMI) tanto na liña eléctrica como na liña de sinal. Existen tres métodos: condensadores de desacoplamento, filtros EMI e compoñentes magnéticos.

③Escudo.

④ Tenta reducir a velocidade dos dispositivos de alta frecuencia.

⑤ Aumentar a constante dieléctrica da placa PCB pode evitar que as partes de alta frecuencia, como a liña de transmisión próxima á placa, irradien cara a fóra; aumentar o grosor da placa PCB e minimizar o grosor da liña de microstrip pode evitar que o fío electromagnético se desborde e tamén evitar a radiación.