간섭 방지는 현대 회로 설계에서 매우 중요한 요소로, 전체 시스템의 성능과 신뢰성을 직접적으로 반영합니다. PCB 엔지니어에게 간섭 방지 설계는 모든 사람이 숙달해야 하는 핵심이자 어려운 부분입니다.

PCB 보드에 간섭이 존재함
실제 연구에 따르면 PCB 설계에는 전원 공급 장치 노이즈, 전송선 간섭, 결합 및 전자기 간섭(EMI)의 네 가지 주요 간섭이 있는 것으로 나타났습니다.

1. 전원 공급 장치 노이즈
고주파 회로에서 전원 공급 장치의 노이즈는 고주파 신호에 특히 큰 영향을 미칩니다. 따라서 전원 공급 장치의 첫 번째 요건은 낮은 노이즈입니다. 여기서는 깨끗한 전원 공급 장치만큼이나 깨끗한 접지가 중요합니다.

2. 전송선로
PCB에는 스트립 라인과 마이크로파 라인, 두 가지 유형의 전송선만 사용할 수 있습니다. 전송선의 가장 큰 문제는 반사입니다. 반사는 여러 문제를 야기합니다. 예를 들어, 부하 신호는 원신호와 에코 신호의 중첩으로 인해 신호 분석의 어려움을 가중시킵니다. 반사는 반사 손실을 유발하여 신호에 영향을 미칩니다. 그 영향은 가산 잡음 간섭으로 인한 영향만큼이나 심각합니다.

3. 커플링
간섭원에서 생성된 간섭 신호는 특정 결합 채널을 통해 전자 제어 시스템에 전자기 간섭을 유발합니다. 간섭의 결합 방식은 전선, 공간, 공통 회선 등을 통해 전자 제어 시스템에 작용하는 것에 불과합니다. 분석에는 주로 직접 결합, 공통 임피던스 결합, 용량성 결합, 전자기 유도 결합, 방사 결합 등이 포함됩니다.

4. 전자파 간섭(EMI)
전자기 간섭(EMI)에는 전도 간섭과 방사 간섭의 두 가지 유형이 있습니다. 전도 간섭은 한 전기 네트워크의 신호가 전도성 매질을 통해 다른 전기 네트워크로 결합(간섭)되는 것을 의미합니다. 방사 간섭은 간섭원이 공간을 통해 다른 전기 네트워크로 신호를 결합(간섭)하는 것을 의미합니다. 고속 PCB 및 시스템 설계에서 고주파 신호선, 집적 회로 핀, 다양한 커넥터 등은 안테나 특성을 가진 방사 간섭원이 될 수 있으며, 이는 전자파를 방출하여 시스템 내의 다른 시스템이나 하위 시스템에 영향을 미칠 수 있습니다.

PCB 및 회로 간섭 방지 대책
인쇄 회로 기판의 재밍 방지 설계는 특정 회로와 밀접한 관련이 있습니다. 다음에서는 PCB 재밍 방지 설계의 몇 가지 일반적인 조치에 대해 간략히 설명하겠습니다.

1. 전원 코드 디자인
인쇄 회로 기판 전류 크기에 따라 루프 저항을 줄이기 위해 전원선의 폭을 늘리는 것이 좋습니다. 동시에 전원선과 접지선의 방향을 데이터 전송 방향과 일치시켜 노이즈 방지 성능을 향상시키세요.

2. 접지선 설계
디지털 접지와 아날로그 접지를 분리하십시오. 회로 기판에 논리 회로와 선형 회로가 모두 있는 경우, 가능한 한 분리해야 합니다. 저주파 회로의 접지는 가능한 한 단일 지점에 병렬로 접지해야 합니다. 실제 배선이 어려운 경우에는 부분적으로 직렬로 연결한 후 병렬로 접지할 수 있습니다. 고주파 회로는 여러 지점에 직렬로 접지해야 하며, 접지선은 짧고 굵어야 하고, 고주파 부품 주변에는 격자 모양의 대면적 접지 포일을 사용해야 합니다.

접지선은 가능한 한 굵게 사용해야 합니다. 접지선에 매우 가는 선을 사용하면 전류에 따라 접지 전위가 변하여 노이즈 저항이 감소합니다. 따라서 접지선은 인쇄 회로 기판 허용 전류의 3배가 흐를 수 있도록 굵게 사용해야 합니다. 가능하면 접지선 굵기는 2~3mm 이상으로 하는 것이 좋습니다.

접지선은 폐루프를 형성합니다. 디지털 회로만으로 구성된 인쇄 회로 기판의 경우, 대부분의 접지 회로는 노이즈 내성을 향상시키기 위해 루프 형태로 배치됩니다.

3. 디커플링 커패시터 구성
PCB 설계의 기존 방법 중 하나는 인쇄 기판의 각 주요 부분에 적절한 디커플링 커패시터를 구성하는 것입니다.

디커플링 커패시터의 일반적인 구성 원리는 다음과 같습니다.

① 전원 입력단에 10~100uF 전해 콘덴서를 연결합니다. 가능하면 100uF 이상을 연결하는 것이 좋습니다.

②원칙적으로 각 집적 회로 칩에는 0.01pF 세라믹 커패시터를 장착해야 합니다. 인쇄 회로 기판의 간격이 충분하지 않으면 4~8개 칩마다 1~10pF 커패시터를 배치할 수 있습니다.

③RAM, ROM 저장장치 등 잡음 방지 능력이 약하고 전원 꺼짐 시 전력 변화가 큰 소자의 경우, 칩의 전원선과 접지선 사이에 디커플링 커패시터를 직접 연결해야 합니다.

④콘덴서 리드는 너무 길어서는 안 되며, 특히 고주파 바이패스 콘덴서에는 리드가 없어야 합니다.

4. PCB 설계 시 전자파 간섭을 제거하는 방법

① 루프 감소: 각 루프는 안테나와 동일하므로 루프 수, 루프 면적, 그리고 루프의 안테나 효과를 최소화해야 합니다. 신호가 두 지점에서 하나의 루프 경로만 갖도록 하고, 인위적인 루프를 피하며, 전력 계층을 최대한 활용하도록 합니다.

② 필터링: 필터링은 전력선과 신호선 모두에서 EMI를 줄이는 데 사용할 수 있습니다. 필터링에는 디커플링 커패시터, EMI 필터, 자기 부품의 세 가지 방법이 있습니다.

③방패.

④ 고주파 기기의 속도를 낮추도록 하세요.

⑤ PCB 기판의 유전율을 높이면 기판 근처의 전송선 등 고주파 부분이 외부로 방사되는 것을 방지할 수 있다. PCB 기판의 두께를 늘리고 마이크로스트립 선로의 두께를 최소화하면 전자파가 넘치지 않고 방사도 방지할 수 있다.