Métodos para fortalecer la capacidad antiinterferencias en el diseño de PCB

El rápido desarrollo de la tecnología electrónica contribuye a la alta densidad de componentes electrónicos, lo que impulsa la capacidad de antiinterferencias para los diseñadores de PCB. En el proceso de diseño de PCB, los diseñadores deben cumplir con los principios genéricos del diseño de PCB y el requisito de antiinterferencia. La capacidad de antiinterferencia en el diseño de PCB tiene una relación directa con la validez y estabilidad de los productos electrónicos, incluso considerados como el punto clave del diseño. Cuando el requisito de antiinterferencias se tiene plenamente en cuenta en el procedimiento de diseño, también se ahorrará tiempo, ya que no es necesario tomar medidas correctivas antiinterferencias posteriormente.

Fuente de generación de interferencias en PCB

La fuente de generación de interferencias en PCB proviene de los siguientes elementos:
a. Fuente de interferencia se refiere a los componentes, dispositivos o señales que generan interferencia, como relés, rectificadores controlados por silicio, máquinas eléctricas y relojes de alta frecuencia.
b. Los componentes sensibles se refieren a los objetos que son fácilmente susceptibles, como convertidores A/D (D/A), microcomputadoras de un solo chip (SCM), circuitos integrados digitales, etc.
c. La ruta de transmisión se refiere a la ruta o medio a través del cual viaja la interferencia desde su fuente hasta los componentes sensibles. De acuerdo con la ruta de transmisión de la interferencia, la interferencia se puede clasificar en dos categorías:interferencia de conducción e interferencia de radiación. El primero se refiere a la interferencia transmitida a través del plomo a componentes sensibles. A diferencia de la banda de frecuencia de las señales útiles, la transmisión de ruido de interferencia de alta frecuencia se puede reducir agregando filtros en los cables y, a veces, también puede funcionar agregar un optoacoplador aislado. La interferencia de radiación se refiere a la interferencia transmitida a componentes sensibles a través del espacio. La solución general es aumentar la distancia entre la fuente de interferencia y los componentes sensibles o aislarlos mediante cables de tierra.

Principios de antiinterferencias en el diseño de PCB

Los principios genéricos de la antiinterferencia deben incluir la inhibición de la fuente de interferencia, la reducción de la ruta de transmisión de la interferencia y el aumento de la capacidad antiinterferencia de los componentes sensibles. Las medidas específicas de cada principio se mostrarán en el siguiente contenido:

• Para inhibir la fuente de interferencia

una. Para los relés, se pueden tomar dos medidas para inhibir la fuente de interferencia. La fuente de interferencia se refiere a los componentes, dispositivos o señales que generan interferencia, como relés, rectificadores controlados por silicio, máquinas eléctricas y relojes de alta frecuencia.
1). El diodo Flyback se puede agregar a la bobina del relé para eliminar la interferencia generada por la fuerza electromotriz inversa con la bobina apagada.
2). El circuito de supresión de chispas se puede conectar a los pines de los relés en paralelo para reducir la interferencia de la chispa.

b. Para máquinas eléctricas, se les puede agregar un circuito de filtro. Tenga en cuenta que los cables del condensador y el inductor deben ser lo más cortos posible.

C. Para los rectificadores controlados por silicio, el circuito de interferencia RC se puede conectar a los pines del rectificador controlado por silicio para reducir el ruido generado por el rectificador controlado por silicio.

d. Se debe conectar un capacitor de alta frecuencia en el rango de 0.01 ΜF a 0.1 ΜF a cada IC a bordo para disminuir la interferencia generada por IC a la alimentación. Tenga en cuenta que en términos de enrutamiento del capacitor de alta frecuencia, los cables deben estar cerca de la potencia y ser cortos y gruesos. De lo contrario, la resistencia en serie equivalente aumentaría con la influencia del efecto del filtro.

• Para reducir la ruta de transmisión de interferencias

Específicamente, las medidas ordinarias para reducir la ruta de transmisión de interferencias incluyen:
a. La influencia del poder en SCM debe tomarse en consideración. Muchos SCM son bastante sensibles al ruido de la alimentación y se debe agregar un circuito de filtro o un regulador de voltaje a la alimentación del SCM para disminuir la interferencia del ruido de la alimentación al SCM.
b. Si los puertos de E/S en SCM se utilizan para controlar los componentes de ruido, se debe agregar aislamiento (onda de filtro de forma Π) entre los puertos de E/S y la fuente de ruido.
c. Se debe tener en cuenta el enrutamiento del oscilador de cristal. El oscilador de cristal debe estar cerca de los pines SCM con el cable de tierra aislando la zona del reloj. La carcasa del oscilador de cristal se conecta a tierra y se estabiliza.
d. La placa debe tener una partición razonable basada en señales fuertes o débiles, señales digitales o analógicas. La fuente de interferencia, como una máquina eléctrica o un relé, debe aislarse de los componentes sensibles, como SCM.
e. Los cables de tierra deben usarse para aislar la zona digital de la zona analógica, la tierra digital de la tierra analógica que se conectará a la tierra de alimentación en un extremo. Este principio también es adecuado para enrutamiento de chips A/D y D/A.
f. Los cables de tierra de SCM y los componentes de alta potencia deben conectarse a tierra de forma independiente para disminuir la interferencia mutua. Además, los componentes de alta potencia deben colocarse en el borde del tablero.
g. Los componentes antiinterferencias, como la perla de ferrita, el tubo de ferrita, el filtro de alimentación y la carcasa protectora, se utilizan en algunos lugares clave de la placa, como los puertos de E/S SCM, el cable de alimentación y las líneas de conexión de PCB, para aumentar drásticamente la capacidad antiinterferencias de circuito.

• Para aumentar la capacidad antiinterferencias de los componentes sensibles

Esto se refiere a las medidas para reducir la captación de ruido de interferencia de los componentes sensibles y la recuperación rápida de condiciones anormales. Las medidas ordinarias para aumentar la capacidad antiinterferente de los componentes sensibles incluyen:
a. El área del bucle del circuito debe ampliarse al enrutar para reducir el ruido inducido.
b. Al enrutar, tanto la línea de alimentación como el cable a tierra deben ser lo más gruesos posible, lo que es capaz de reducir la caída de presión y el ruido de desacoplamiento.
c. Los puertos de E/S inactivos en SCM deben conectarse a tierra o alimentación, al igual que otros puertos inactivos de IC sin cambiar la lógica del sistema.
d. El monitor de energía y el circuito de vigilancia deben usarse en SCM para que la capacidad antiinterferencias de todo el circuito pueda aumentar drásticamente.
e. Los componentes IC deben soldarse directamente en la placa en lugar de los zócalos IC.
f. Como la velocidad actual puede cumplir con los requisitos, se debe disminuir el oscilador de cristal de SCM y se debe tomar el circuito digital de baja velocidad.

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Recursos útiles
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