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Wie zu verbessern PCB anti-interferenz fähigkeit?

2019-12-31 10:12:49

1. Die folgenden Systeme sollten besonders auf elektromagnetische Störungen achten:

(1) Ein System, bei dem die Taktfrequenz des Mikrocontrollers besonders hoch und der Buszyklus besonders schnell ist.

(2) Das System enthält Hochleistungs-Hochstrom-Ansteuerschaltungen wie Funkenrelais und Hochstromschalter.

(3) System mit schwachem Analogsignalstromkreis und hochpräziser A / D-Wandlerschaltung.


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2. Ergreifen Sie die folgenden Maßnahmen, um die elektromagnetische Störfestigkeit des Systems zu erhöhen:

(1) Verwenden Sie einen Niederfrequenz-Mikrocontroller:

Die Verwendung eines Mikrocontrollers mit einer niedrigen externen Taktfrequenz kann das Rauschen wirksam reduzieren und die Entstörungsfähigkeit des Systems verbessern. Für Rechteck- und Sinuswellen gleicher Frequenz sind die Hochfrequenzkomponenten in einer Rechteckwelle viel größer als die einer Sinuswelle. Obwohl die Amplitude der Hochfrequenzkomponente der Rechteckwelle kleiner als die Grundwelle ist, ist es umso einfacher, sie als Rauschquelle auszusenden, je höher die Frequenz ist. Das einflussreichste vom Mikrocontroller erzeugte Hochfrequenzrauschen ist etwa die dreifache Taktfrequenz.


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(2) Verringern Sie die Verzerrung bei der Signalübertragung

Der Mikrocontroller wird hauptsächlich in Hochgeschwindigkeits-CMOS-Technologie hergestellt. Der statische Eingangsstrom des Signaleingangs beträgt ungefähr 1 mA, die Eingangskapazität beträgt ungefähr 10 pF, die Eingangsimpedanz ist ziemlich hoch und das Ausgangsende der Hochgeschwindigkeits-CMOS-Schaltung weist eine beträchtliche Belastbarkeit auf, das heißt eine relativ große Ausgabewert. Wenn die lange Leitung zu dem Eingangsende mit einer relativ hohen Eingangsimpedanz geführt wird, ist das Reflexionsproblem sehr ernst, es wird eine Signalverzerrung verursachen und das Systemrauschen erhöhen. Wenn Tpd> Tr ist, wird dies zu einem Übertragungsleitungsproblem, und die Probleme der Signalreflexion und der Impedanzanpassung müssen berücksichtigt werden. Die Verzögerungszeit des Signals auf der Leiterplatte hängt mit der charakteristischen Impedanz der Zuleitungen zusammen, dh mit der Dielektrizitätskonstante des Leiterplattenmaterials. Es kann grob angenommen werden, dass die Übertragungsgeschwindigkeit von Signalen auf den Leiterplatten etwa 1/3 bis 1/2 der Lichtgeschwindigkeit beträgt. Die Tr (Standardverzögerungszeit) von üblicherweise verwendeten Logik-Telefonkomponenten in einem System, das aus einem Mikrocontroller besteht, liegt zwischen 3 und 18 ns. Auf der Leiterplatte durchläuft das Signal einen 7 W-Widerstand und eine 25 cm lange Zuleitung, und die Verzögerungszeit auf der Leitung beträgt ungefähr 4 bis 20 ns. Mit anderen Worten, je kürzer die Leitung des Signals auf der gedruckten Schaltung ist, desto besser und desto länger sollte 25 cm nicht überschritten werden. Und die Anzahl der Durchkontaktierungen sollte so gering wie möglich sein, vorzugsweise nicht mehr als zwei.

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Wenn die Anstiegszeit des Signals schneller als die Verzögerungszeit des Signals ist, muss es entsprechend der schnellen Elektronik verarbeitet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, die Impedanzanpassung der Übertragungsleitung zu berücksichtigen. Für die Signalübertragung zwischen den integrierten Blöcken auf einer Leiterplatte muss die Situation von Td> Trd vermieden werden. Je größer die Leiterplatte, desto schneller kann das System nicht zu schnell sein.

Verwenden Sie die folgenden Schlussfolgerungen, um eine Regel für das Leiterplattendesign zusammenzufassen:

Das Signal wird auf der Leiterplatte übertragen und seine Verzögerungszeit sollte nicht größer sein als die Nennverzögerungszeit des verwendeten Geräts.