Störningsskydd är en mycket viktig länk i modern kretsdesign, vilket direkt återspeglar hela systemets prestanda och tillförlitlighet. För kretskortsingenjörer är störningsskydd den viktigaste och svåra punkten som alla måste behärska.

Förekomsten av störningar i kretskortet
I faktisk forskning har man funnit att det finns fyra huvudsakliga störningar i kretskortsdesign: strömförsörjningsbrus, transmissionsledningsstörningar, koppling och elektromagnetisk störning (EMI).

1. Strömförsörjningsbrus
I högfrekvenskretsen har bruset från strömförsörjningen en särskilt tydlig inverkan på högfrekvenssignalen. Därför är det första kravet för strömförsörjningen lågt brus. Här är ren jord lika viktig som en ren strömkälla.

2. Kraftledning
Det finns bara två typer av transmissionsledningar möjliga i ett kretskort: stripledning och mikrovågsledning. Det största problemet med transmissionsledningar är reflektion. Reflektion orsakar många problem. Till exempel kommer lastsignalen att vara en superposition av originalsignalen och ekosignalen, vilket kommer att öka svårigheten att analysera signalen; reflektion orsakar returförlust (returförlust), vilket påverkar signalen. Effekten är lika allvarlig som den som orsakas av additiv brusinterferens.

3. Koppling
Interferenssignalen som genereras av interferenskällan orsakar elektromagnetisk interferens i det elektroniska styrsystemet via en viss kopplingskanal. Interferenskopplingsmetoden är inget annat än att påverka det elektroniska styrsystemet via ledningar, mellanrum, gemensamma ledningar etc. Analysen omfattar huvudsakligen följande typer: direktkoppling, gemensam impedanskoppling, kapacitiv koppling, elektromagnetisk induktionskoppling, strålningskoppling etc.

4. Elektromagnetisk störning (EMI)
Elektromagnetisk störning (EMI) har två typer: ledningsbunden störning och strålad störning. Ledad störning avser koppling (störning) av signaler i ett elektriskt nätverk till ett annat elektriskt nätverk via ett ledande medium. Strålad störning avser en störkälla som kopplar (stör) sin signal till ett annat elektriskt nätverk genom rymden. I design av höghastighets-PCB och system kan högfrekventa signalledningar, integrerade kretsstift, olika kontakter etc. bli strålningsstörningskällor med antennegenskaper, vilket kan avge elektromagnetiska vågor och påverka andra system eller andra delsystem i systemet under normalt arbete.

Åtgärder mot störningar på kretskort och kretsar
Kretskortets anti-jamming-design är nära relaterad till den specifika kretsen. Härnäst kommer vi bara att ge några förklaringar till flera vanliga mått på anti-jamming-design för kretskort.

1. Nätsladdens design
Beroende på kretskortets strömstyrka, försök att öka bredden på kraftledningen för att minska slingmotståndet. Samtidigt, se till att kraftledningens och jordledningens riktning är i linje med dataöverföringens riktning, vilket bidrar till att förbättra brusreduceringen.

2. Jordledningsdesign
Separera digital jord från analog jord. Om det finns både logikkretsar och linjära kretsar på kretskortet bör de separeras så mycket som möjligt. Lågfrekvenskretsens jord bör jordas parallellt vid en enda punkt så mycket som möjligt. När själva ledningsdragningen är svår kan den delvis seriekopplas och sedan jordas parallellt. Högfrekvenskretsen bör jordas vid flera punkter i serie, jordledningen bör vara kort och tjock, och den rutnätsliknande jordfolien med stor yta bör användas runt högfrekvenskomponenten.

Jordledningen bör vara så tjock som möjligt. Om en mycket tunn ledning används för jordledningen ändras jordpotentialen med strömmen, vilket minskar brusmotståndet. Därför bör jordledningen förtjockas så att den kan passera tre gånger den tillåtna strömmen på kretskortet. Om möjligt bör jordledningen vara över 2~3 mm.

Jordledningen bildar en sluten slinga. För kretskort som endast består av digitala kretsar är de flesta av deras jordningskretsar arrangerade i slingor för att förbättra brusmotståndet.

3. Konfiguration av avkopplingskondensator
En av de konventionella metoderna för kretskortsdesign är att konfigurera lämpliga avkopplingskondensatorer på varje nyckeldel av kretskortet.

De allmänna konfigurationsprinciperna för avkopplingskondensatorer är:

① Anslut en elektrolytkondensator på 10 ~ 100uF över strömingången. Om möjligt är det bättre att ansluta till 100uF eller mer.

②I princip bör varje integrerat kretschip vara utrustat med en keramisk kondensator på 0,01 pF. Om avståndet mellan kretskortet inte är tillräckligt kan en kondensator på 1–10 pF anordnas för var 4–8:e chip.

③För enheter med svag brusreducering och stora effektförändringar när de är avstängda, såsom RAM- och ROM-lagringsenheter, bör en avkopplingskondensator anslutas direkt mellan strömledningen och chipets jordledning.

④Kondensatorns ledning bör inte vara för lång, särskilt högfrekvensbypasskondensatorn bör inte ha ledning.

4. Metoder för att eliminera elektromagnetisk störning i kretskortsdesign

①Minska loopar: Varje loop är likvärdig med en antenn, så vi behöver minimera antalet loopar, loopens area och loopens antenneffekt. Se till att signalen bara har en loopväg vid två valfria punkter, undvik artificiella loopar och försök att använda effektlagret.

②Filtrering: Filtrering kan användas för att minska EMI både på kraftledningen och på signalledningen. Det finns tre metoder: avkopplingskondensatorer, EMI-filter och magnetiska komponenter.

③Sköld.

④ Försök att minska hastigheten på högfrekventa enheter.

⑤ Att öka kretskortets dielektriska konstant kan förhindra att högfrekventa delar, såsom transmissionsledningen nära kortet, strålar utåt; att öka kretskortets tjocklek och minimera tjockleken på mikrostripledningen kan förhindra att den elektromagnetiska ledningen svämmar över och även förhindra strålning.