Anti-interferențe este o verigă foarte importantă în proiectarea modernă a circuitelor, care reflectă direct performanța și fiabilitatea întregului sistem. Pentru inginerii PCB, proiectarea anti-interferențe este punctul cheie și dificil pe care toată lumea trebuie să îl stăpânească.

Prezența interferențelor în placa PCB
În cercetările practice, s-a constatat că există patru interferențe principale în proiectarea PCB-urilor: zgomotul sursei de alimentare, interferența liniei de transmisie, cuplajul și interferența electromagnetică (EMI).

1. Zgomot de la sursa de alimentare
În circuitul de înaltă frecvență, zgomotul sursei de alimentare are o influență deosebit de evidentă asupra semnalului de înaltă frecvență. Prin urmare, prima cerință pentru sursa de alimentare este zgomotul redus. Aici, o împământare curată este la fel de importantă ca o sursă de alimentare curată.

2. Linie de transmisie
Într-un PCB există doar două tipuri de linii de transmisie posibile: linia tip bandă și linia cu microunde. Cea mai mare problemă a liniilor de transmisie este reflexia. Reflexia va cauza multe probleme. De exemplu, semnalul de sarcină va fi suprapunerea semnalului original și a semnalului ecou, ​​ceea ce va crește dificultatea analizei semnalului; reflexia va provoca pierderi de retur (return loss), care vor afecta semnalul. Impactul este la fel de grav ca cel cauzat de interferența zgomotului aditiv.

3. Cuplare
Semnalul de interferență generat de sursa de interferență provoacă interferențe electromagnetice asupra sistemului electronic de control printr-un anumit canal de cuplare. Metoda de cuplare a interferențelor nu este altceva decât acțiunea asupra sistemului electronic de control prin fire, spații, linii comune etc. Analiza include în principal următoarele tipuri: cuplare directă, cuplare cu impedanță comună, cuplare capacitivă, cuplare cu inducție electromagnetică, cuplare cu radiație etc.

4. Interferență electromagnetică (EMI)
Interferența electromagnetică EMI are două tipuri: interferență condusă și interferență radiată. Interferența condusă se referă la cuplarea (interferența) semnalelor dintr-o rețea electrică la o altă rețea electrică printr-un mediu conductiv. Interferența radiată se referă la cuplarea (interferența) semnalului sursei de interferență la o altă rețea electrică prin spațiu. În proiectarea PCB-urilor și a sistemelor de mare viteză, liniile de semnal de înaltă frecvență, pinii circuitelor integrate, diverși conectori etc. pot deveni surse de interferență a radiațiilor cu caracteristici de antenă, putând emite unde electromagnetice și afecta alte sisteme sau alte subsisteme din sistem în timpul funcționării normale.

Măsuri anti-interferențe pentru PCB și circuite
Designul anti-bruiaj al plăcii de circuit imprimat este strâns legat de circuitul specific. În continuare, vom oferi doar câteva explicații asupra câtorva măsuri comune de design anti-bruiaj al plăcii de circuit imprimat.

1. Designul cablului de alimentare
În funcție de dimensiunea curentului de pe placa cu circuite imprimate, încercați să măriți lățimea liniei de alimentare pentru a reduce rezistența buclei. În același timp, asigurați-vă că direcția liniei de alimentare și a liniei de împământare este în concordanță cu direcția de transmisie a datelor, ceea ce ajută la îmbunătățirea capacității anti-zgomot.

2. Proiectarea firului de împământare
Separați împământarea digitală de împământarea analogică. Dacă pe placa de circuit există atât circuite logice, cât și circuite liniare, acestea ar trebui separate cât mai mult posibil. Împământarea circuitului de joasă frecvență ar trebui să fie legată la masă în paralel într-un singur punct, pe cât posibil. Atunci când cablarea propriu-zisă este dificilă, aceasta poate fi conectată parțial în serie și apoi legată la masă în paralel. Circuitul de înaltă frecvență ar trebui să fie legat la masă în mai multe puncte în serie, firul de împământare ar trebui să fie scurt și gros, iar în jurul componentei de înaltă frecvență ar trebui utilizată o folie de împământare de tip grilă, cu suprafață mare.

Firul de împământare trebuie să fie cât mai gros posibil. Dacă se folosește un fir foarte subțire pentru firul de împământare, potențialul de împământare se modifică odată cu curentul, ceea ce reduce rezistența la zgomot. Prin urmare, firul de împământare trebuie îngroșat astfel încât să poată trece de trei ori curentul admis pe placa imprimată. Dacă este posibil, firul de împământare trebuie să aibă o grosime mai mare de 2~3 mm.

Firul de împământare formează o buclă închisă. Pentru plăcile imprimate compuse doar din circuite digitale, majoritatea circuitelor lor de împământare sunt aranjate în bucle pentru a îmbunătăți rezistența la zgomot.

3. Configurația condensatorului de decuplare
Una dintre metodele convenționale de proiectare a PCB-urilor este configurarea condensatoarelor de decuplare adecvate pe fiecare parte cheie a plăcii imprimate.

Principiile generale de configurare a condensatoarelor de decuplare sunt:

① Conectați un condensator electrolitic de 10 ~ 100µF la intrarea de alimentare. Dacă este posibil, este mai bine să conectați la 100µF sau mai mult.

②În principiu, fiecare circuit integrat ar trebui să fie echipat cu un condensator ceramic de 0,01 pF. Dacă spațiul dintre componentele plăcii imprimate nu este suficient, se poate instala un condensator de 1-10 pF pentru fiecare 4~8 circuite.

③Pentru dispozitivele cu capacitate anti-zgomot slabă și variații mari de putere la oprire, cum ar fi dispozitivele de stocare RAM și ROM, un condensator de decuplare trebuie conectat direct între linia de alimentare și linia de împământare a cipului.

④Conductorul nu trebuie să fie prea lung, în special condensatorul de bypass de înaltă frecvență nu trebuie să aibă conductor.

4. Metode de eliminare a interferențelor electromagnetice în proiectarea PCB-urilor

①Reducerea buclelor: Fiecare buclă este echivalentă cu o antenă, așa că trebuie să minimizăm numărul de bucle, aria buclei și efectul de antenă al buclei. Asigurați-vă că semnalul are o singură cale de buclă în oricare două puncte, evitați buclele artificiale și încercați să utilizați stratul de putere.

②Filtrare: Filtrarea poate fi utilizată pentru a reduce EMI atât pe linia de alimentare, cât și pe linia de semnal. Există trei metode: condensatoare de decuplare, filtre EMI și componente magnetice.

③Scut.

④ Încercați să reduceți viteza dispozitivelor de înaltă frecvență.

⑤ Creșterea constantei dielectrice a plăcii PCB poate împiedica radiația spre exterior a componentelor de înaltă frecvență, cum ar fi linia de transmisie din apropierea plăcii; creșterea grosimii plăcii PCB și minimizarea grosimii liniei microstrip pot preveni supraîncărcarea firului electromagnetic și, de asemenea, pot preveni radiațiile.