Противоинтерференционное проектирование печатной платы

Проектирование технологии защиты от помех для печатных плат

1. Введение

Электромагнитная совместимость EMC — это способность электронной системы функционировать в заданном электромагнитном окружении. Электромагнитные помехи электронной системы возникают не только из-за излучения электрических и магнитных полей, но и из-за общего импеданса линии, соединения между проводниками и структурой цепи. При разработке и проектировании схем мы также хотим спроектировать печатные платы, максимально устойчивые к внешним помехам, и которые сами как можно меньше мешают другим электронным системам. На помехозащищенность печатных плат влияет множество факторов, среди которых основными являются толщина медной фольги, ширина и длина печатного провода и перекрестные помехи между соседними проводами, рациональность размещения компонентов на плате, общий импеданс проводов, электромагнитное поле, создаваемое проводами и компонентами в пространстве и т. д.

Первоочередной задачей проектирования печатной платы является анализ схемы и определение схемы ключа. Это необходимо для того, чтобы определить, какая цепь является источником помех, какая цепь является чувствительной цепью, понять источник помех, через какой путь чувствительна к помехам цепь. В аналоговых схемах низкоуровневые аналоговые схемы часто являются чувствительными цепями, а усилители мощности часто являются источниками помех. Когда рабочая частота низкая, источник помех в основном мешает чувствительной цепи через закрытие межстрочного ствола; Когда рабочая частота выше, источник помех в основном мешает чувствительной цепи через электромагнитное излучение. В цифровых схемах высокоскоростные повторяющиеся сигналы.

Например, тактовый сигнал, сигнал шины содержит богатые частотные компоненты, является крупнейшим источником помех и часто представляет угрозу для чувствительных цепей. Цепь сброса, цепь прерывания является чувствительной схемой, легко поддающейся пиковым помехам, тогда цифровая схема не может нормально работать. Цепь ввода/вывода (1/0) связана с внешним миром, и ей следует уделить особое внимание. Если цепь UO находится рядом с линией синхронизации и другими источниками помех, нежелательная высокочастотная энергия будет подключена к входным и выходным проводам, а шум на проводах будет мешать чувствительной цепи рядом с кабелем через излучение или проводимость.

На основе полного анализа схемы и определения схемы ключа схему необходимо правильно расположить на печатной плате. Например, для цифровых схем должна быть высокоскоростная схема (например, тактовая схема, высокоскоростная логическая схема и т. д.), низкоскоростная логическая схема и расположение схемы UO в разных областях, насколько это возможно в космосе, чтобы разделить источник помех и чувствительную цепь, чтобы значительно уменьшить источник помех чувствительной цепи.

2. Противоинтерференционное проектирование печатной платы

Цель противоинтерференционного проектирования печатной платы состоит в том, чтобы уменьшить электромагнитное излучение печатной платы и перекрестные помехи между схемой на печатной плате. Кроме того, конструкция заземления печатной платы также напрямую влияет на излучение синфазного напряжения кабеля 1/0. Таким образом, конструкция печатной платы с защитой от помех имеет большое значение для уменьшения электромагнитного информационного излучения системы.

Проектирование разводки печатной платы

Плотность печатных плат (PCB) становится все выше и выше, а качество дизайна печатных плат оказывает большое влияние на способность противостоять помехам, поэтому разводка печатных плат занимает очень важное место в проектировании.

Требования к компоновке специальных компонентов:

(1) Чем короче соединение между высокочастотными компонентами, тем лучше минимизировать электромагнитные помехи друг другу; Компоненты, подверженные помехам, не должны располагаться слишком близко друг к другу; Входные и выходные компоненты должны быть как можно дальше друг от друга;

(2) Некоторые компоненты имеют более высокую разность потенциалов, следует увеличить расстояние между ними, уменьшить синфазное излучение. При размещении компонентов с высоким напряжением следует обратить особое внимание на рациональность компоновки;

(3) термочувствительный элемент должен находиться далеко от нагревательного элемента;

(4) Разъединяющий конденсатор должен находиться рядом с выводом питания микросхемы;

(5) Расположение потенциометра, регулируемой катушки индуктивности, переменного конденсатора, микропереключателя и других регулируемых компонентов должно быть удобно для регулировки в соответствии с требованиями;

(6) Положение, занимаемое отверстием для позиционирования печатной платы и фиксирующей скобой, следует отложить в сторону.

Требования к компоновке общих компонентов:

(1) Расположите устройства каждого блока функциональной схемы в соответствии с потоком схемы, чтобы направление потока сигнала было как можно более последовательным;

(2) Основные компоненты каждой функциональной схемы в центре, вокруг него для компоновки, компоненты должны быть равномерно и аккуратно расположены на печатной плате, насколько это возможно, чтобы уменьшить и укоротить провод и соединение между компонентами;

(3) Схема, работающая на высокой частоте, должна учитывать помехи между компонентами. В общей схеме компоненты должны располагаться параллельно, насколько это возможно, для облегчения проводки;

(4) Печатная плата выходит за линию от края печатной платы, как правило, не менее 80 мил. Лучшая форма для печатной платы — прямоугольник. Соотношение сторон 3:2 или 4:30.