Anti-interferentie is een zeer belangrijke schakel in het moderne circuitontwerp, die direct de prestaties en betrouwbaarheid van het gehele systeem weerspiegelt. Voor PCB-engineers is anti-interferentieontwerp de belangrijkste en moeilijkste vaardigheid die iedereen moet beheersen.
De aanwezigheid van interferentie op de PCB-plaat
Uit actueel onderzoek is gebleken dat er vier belangrijke vormen van interferentie zijn in het PCB-ontwerp: ruis in de voeding, interferentie in de transmissielijn, koppeling en elektromagnetische interferentie (EMI).
1. Stroomtoevoergeluid
In het hoogfrequentcircuit heeft de ruis van de voeding een bijzonder duidelijke invloed op het hoogfrequente signaal. Daarom is een lage ruis de eerste vereiste voor de voeding. Een schone aarde is hierbij net zo belangrijk als een schone stroombron.
2. Transmissielijn
Er zijn slechts twee soorten transmissielijnen mogelijk op een PCB: striplijn en microgolflijn. Het grootste probleem met transmissielijnen is reflectie. Reflectie veroorzaakt veel problemen. Zo zal het belastingssignaal de superpositie zijn van het oorspronkelijke signaal en het echosignaal, wat de signaalanalyse bemoeilijkt; reflectie veroorzaakt retourverlies (return loss), wat het signaal beïnvloedt. De impact is net zo ernstig als die van additieve ruisinterferentie.
3. Koppeling
Het door de interferentiebron gegenereerde interferentiesignaal veroorzaakt elektromagnetische interferentie in het elektronische regelsysteem via een specifiek koppelingskanaal. De koppelingsmethode van interferentie is niets meer dan inwerken op het elektronische regelsysteem via draden, ruimtes, gemeenschappelijke leidingen, enz. De analyse omvat voornamelijk de volgende typen: directe koppeling, gemeenschappelijke impedantiekoppeling, capacitieve koppeling, elektromagnetische inductiekoppeling, stralingskoppeling, enz.
4. Elektromagnetische interferentie (EMI)
Elektromagnetische interferentie (EMI) kent twee soorten: geleide interferentie en uitgestraalde interferentie. Geleide interferentie verwijst naar de koppeling (interferentie) van signalen op het ene elektrische netwerk aan een ander elektrisch netwerk via een geleidend medium. Uitgestraalde interferentie verwijst naar de koppeling (interferentie) van de interferentiebron aan een ander elektrisch netwerk door de ruimte. In het ontwerp van snelle PCB's en systemen kunnen hoogfrequente signaallijnen, pinnen van geïntegreerde schakelingen, diverse connectoren, enz. bronnen van stralingsinterferentie worden met antennekarakteristieken, die elektromagnetische golven kunnen uitzenden en andere systemen of subsystemen in het systeem kunnen beïnvloeden. normale werking.
PCB- en circuit-anti-interferentiemaatregelen
Het anti-jammingontwerp van de printplaat is nauw verbonden met het specifieke circuit. Hieronder zullen we slechts enkele veelvoorkomende maatregelen voor het anti-jammingontwerp van printplaten toelichten.
1. Ontwerp van het netsnoer
Probeer, afhankelijk van de stroomsterkte op de printplaat, de breedte van de stroomkabel te vergroten om de lusweerstand te verminderen. Zorg er tegelijkertijd voor dat de richting van de stroomkabel en de aardingskabel consistent is met de richting van de datatransmissie, wat de ruisonderdrukking ten goede komt.
2. Ontwerp van de aarddraad
Scheid de digitale aarde van de analoge aarde. Als er zowel logische als lineaire circuits op de printplaat aanwezig zijn, moeten deze zoveel mogelijk gescheiden worden. De aarde van het laagfrequente circuit moet zoveel mogelijk parallel op één punt worden geaard. Wanneer de bedrading zelf lastig is, kan deze gedeeltelijk in serie worden geschakeld en vervolgens parallel worden geaard. Het hoogfrequente circuit moet op meerdere punten in serie worden geaard, de aardingsdraad moet kort en dik zijn en de roosterachtige, grote aardingsfolie moet rond de hoogfrequente component worden gebruikt.
De aardingsdraad moet zo dik mogelijk zijn. Als de aardingsdraad een zeer dunne lijn gebruikt, verandert het aardingspotentiaal met de stroom, waardoor de ruisweerstand afneemt. Daarom moet de aardingsdraad dikker zijn, zodat deze drie keer de toegestane stroom op de printplaat kan doorlaten. Indien mogelijk moet de aardingsdraad dikker zijn dan 2 tot 3 mm.
De aardingsdraad vormt een gesloten lus. Bij printplaten die uitsluitend uit digitale schakelingen bestaan, zijn de meeste aardingscircuits in lussen gerangschikt om de ruisonderdrukking te verbeteren.
3. Configuratie van de ontkoppelingscondensator
Een van de conventionele methoden voor PCB-ontwerp is het plaatsen van geschikte ontkoppelingscondensatoren op elk belangrijk onderdeel van de printplaat.
De algemene configuratieprincipes van ontkoppelingscondensatoren zijn:
1 Sluit een elektrolytische condensator van 10 ~ 100 µF aan op de voedingsingang. Indien mogelijk is het beter om 100 µF of meer aan te sluiten.
②In principe moet elke chip van een geïntegreerde schakeling worden uitgerust met een keramische condensator van 0,01 pF. Indien de afstand tussen de printplaten onvoldoende is, kan per 4 tot 8 chips een condensator van 1-10 pF worden geplaatst.
③Bij apparaten met een zwak anti-ruisvermogen en grote vermogensschommelingen wanneer ze zijn uitgeschakeld, zoals RAM- en ROM-opslagapparaten, moet een ontkoppelingscondensator rechtstreeks worden aangesloten tussen de voedingslijn en de aardlijn van de chip.
④De condensatorkabel mag niet te lang zijn, vooral de hoogfrequent-bypasscondensator mag geen kabel hebben.
4. Methoden om elektromagnetische interferentie in PCB-ontwerp te elimineren
1. Verminder lussen: Elke lus is gelijk aan een antenne, dus we moeten het aantal lussen, de oppervlakte van de lus en het antenne-effect van de lus minimaliseren. Zorg ervoor dat het signaal op twee punten slechts één luspad heeft, vermijd kunstmatige lussen en probeer de vermogenslaag te gebruiken.
②Filtering: Filteren kan worden gebruikt om EMI te verminderen, zowel op de stroomlijn als op de signaallijn. Er zijn drie methoden: ontkoppelcondensatoren, EMI-filters en magnetische componenten.
③Schild.
④ Probeer de snelheid van hoogfrequente apparaten te verlagen.
5 Door de diëlektrische constante van de printplaat te verhogen, kunt u voorkomen dat hoogfrequente onderdelen, zoals de transmissielijn dicht bij de plaat, naar buiten uitstralen. Door de dikte van de printplaat te vergroten en de dikte van de microstriplijn te minimaliseren, kunt u voorkomen dat de elektromagnetische draad overloopt en straling voorkomen.