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数字电路PCB规划的抗干扰思考

时间: 2016-07-20 21:03 来源: 未知 作者: 管理员
                  数字电路PCB规划的抗干扰思考
 
数字电路PCB规划的抗搅扰思考
在电子体系PCB规划中,为了少走弯路和节省时刻,应充分思考并满意抗搅扰性 的请求,防止在PCB电路板规划完成后再去进行抗搅扰的补救办法。
 
形成搅扰的基本要素有三个:
 
 
  (1)搅扰源,指发生搅扰的元件、设备或信号,用数学言语描绘如下:du/dt, di/dt大的当地即是搅扰源。如:雷电、继电器、可控哇、
 
电机、高频时钟等都可 能成为搅扰源。
 
 
  (2)传达途径,指搅扰从搅扰源传达到灵敏器材的通路或前言。典型的搅扰传 播途径是经过导线的传导和空间的辐射。
 
 
  (3)灵敏器材,指简单被搅扰的目标。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC, 弱信号放大器等。
 
 
  抗搅扰PCB规划的基本准则是:按捺搅扰源,堵截搅扰传达途径,进步灵敏器材的 抗搅扰功能。(类似于传染病的防止)1 按捺搅扰源按捺
 
搅扰源即是尽可能的减小搅扰源的du/dt,di/dt。这是抗搅扰PCB线路板规划中最优 先思考和最主要的准则,常常会起到事半功倍的作用。减小搅扰
 
源的du/dt主要是经过在搅扰源两头并联电容来完成。减小搅扰源的 di/dt则是在搅扰源回路串联电感或电阻以及添加续流二极管来完成。
 
 
  按捺搅扰源的常用办法如下:
 
 
  (1)继电器线圈添加续流二极管 ,消除断开线圈时发生的反电动势搅扰。仅加 续流二极管会使继电器的断开时刻滞后,添加稳压二极管
 
后继电器在单位时刻内可 动作更多的次数。
 
 
  (2)在继电器接点两头并接火花按捺电路(通常是RC串联电路,电阻通常选几K 到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。
 
 
  (3)给电机加滤波电路,留意电容、电感引线要尽量短。
 
 
  (4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的 影响。留意高频电容的布线,连线应接近电源端并尽量粗
 
短,不然,等于增大了电 容的等效串联电阻,会影响滤波作用。
 
 
  (5)布线时防止90度折线,削减高频噪声发射。
 
 
  (6)可控硅两头并接RC按捺电路,减小可控硅发生的噪声(这个噪声严峻时可能 会把可控硅击穿的)。
 
 
  按搅扰的传达途径可分为传导搅扰和辐射搅扰两类。
 
 
  所谓传导搅扰是指经过导线传达到灵敏器材的搅扰。高频搅扰噪声和 有用信号的频带不一样,能够经过在导线上添加滤波器的办法堵截高
 
频搅扰噪声的传达,有时也可加阻隔光耦来处理。电源噪声的损害最大,要格外 留意处理。所谓辐射搅扰是指经过空间辐射传达到灵敏器材
 
的搅扰。通常的处理办法是添加搅扰源与灵敏器材的间隔,用地线把它们阻隔和在灵敏 器材上加蔽罩。
 
 
  堵截搅扰传达途径的常用办法如下:
 
 
  (1)充分思考电源对单片机的影响。电源做得好,全部电路的抗搅扰就 处理了一大半。很多单片机对电源噪声很灵敏,要给单片机电源加
 
滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的搅扰。比方,能够运用磁珠和电容 构成π形滤波电路,当然条件请求不高时也可用100Ω电阻
 
替代磁珠。
 
 
  (2)假如单片机的I/O口用来操控电机等噪声器材,在I/O口与噪声源之 间应加阻隔(添加π形滤波电路)。 操控电机等噪声器材,在I/O口
 
与噪声源之 间应加阻隔(添加π形滤波电路)。
 
 
  (3)留意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量接近,用地线把时钟区阻隔 起来,晶振外壳接地并固定。此办法可处理很多疑难问题。
 
 
  (4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模仿信号。尽可能把搅扰源(如电机,继电器)与灵敏元件(如单片机)远离。
 
 
  (5)用地线把数字区与模仿区阻隔,数字地与模仿地要别离,最终在一 点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为准则,厂家分配A/D、
 
D/A芯片 引脚摆放时已思考此请求。
 
 
  (6)单片机和大功率器材的地线要独自接地,以减小相互搅扰。 大功率 器材尽可能放在电路板边际。
 
 
  (7)在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键当地运用抗搅扰元件 如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可明显进步电路的抗搅扰
 
功能。
 
 
  2 进步灵敏器材的抗搅扰功能进步灵敏器材的抗搅扰功能是指从灵敏器材这边思考尽量削减对搅扰噪声 的拾取,以及从不正常状况赶快
 
康复的办法。
 
 
  进步灵敏器材抗搅扰功能的常用办法如下:
 
 
  (1)布线时尽量削减回路环的面积,以下降感应噪声。
 
 
  (2)布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更主要的是下降耦 合噪声。
 
 
  (3)关于单片机搁置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的搁置 端在不改动体系逻辑的情况下接地或接电源。
 
 
  (4)对单片机运用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813, X25043,X25045等,可大起伏进步全部电路的抗搅扰功能。
 
 
  (5)在速度能满意请求的前提下,尽量下降单片机的晶振和选用低速数字 电路。
 
 
  (6)IC器材尽量直接焊在电路板上,少用IC座。
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