Проектирование ПКБ против помех: от теории к практике, 3 ключевых совета для стабильного сигнала

1Введение: Почему ваш ПХБ страдает от помех?

При проектировании промышленного управления или высокочастотных схем многие инженеры сталкиваются с такой проблемой: печатный лист работает нормально в лаборатории, но испытывает потерю сигнала или ошибки данных на месте.Это в основном связано с неадекватным "проектированием антиинтерференции"Интерференции происходят из источников, таких как электромагнитное излучение, плохое заземление и шум от энергии, но решения следуют четкой схеме.Мы поделимся тремя практическими советами по борьбе с помехами, которые вы можете применить непосредственно.

2. 3 практических совета против помех

1. Совет 1: "Одноточечное заземление" или "многоточечное заземление"

    

   Заземление является основой антиинтерференции, но многие люди путают сценарии применения этих двух методов.использование одноточечного заземления для высокочастотных схем (частота > 10 МГц) приводит к чрезмерно длинным проводам заземленияИспользование многоточечного заземления для низкочастотных схем (частота <1 МГц) образует заземляющие петли, вызывая сцепление шума.

    

   Метод практики: Использовать "одноточевое заземление" для низкочастотных схем (например, аналоговых датчиков), где все заземляющие провода сходятся в одну точку заземления. Использовать "многоточевое заземление" для высокочастотных схем (например,Модули RF), сохраняя длину заземления провода ниже 1/20 длины волны (например, <6 мм для 2,4 ГГц частотных схем) для снижения паразитарной индуктивности.

2. Совет 2: Двойная подавление мощности шума с помощью "защитных банок" + "фильтровых конденсаторов"

    

   Шум от питания является основным источником помех, особенно при переключении источников питания, которые генерируют значительный высокочастотный шум, который распространяется на основные чипы через линии электропередачи.Многие люди добавляют только один фильтр конденсатор на входе энергии, игнорируя важность "защиты".

    

   Метод практики: Добавьте металлическую экранирующую банку вокруг модулей питания (например, чипов DC-DC) и заземлите банку.керамический конденсатор 100nF (фильтрует высокочастотный шум) и электролитический конденсатор 10μF (фильтрует низкочастотный шум). Держите конденсаторы в пределах 5 мм от булавки чипа, чтобы сократить цикл тока.

3. Совет 3: "Дифференциальное маршрутизация" дизайн, чтобы противостоять внешним помехам

    

   Для дифференциальных сигналов, таких как RS485 и CAN, неправильное маршрутизация делает их уязвимыми для внешних электромагнитных помех, вызывая сбои связи.Несоответствующая длина или неравномерное расстояние между дифференциальными парами нарушает симметрию сигнала, уменьшая способность к противодействию помехам.

    

   Метод практики: контролировать разницу длины пар дифференциалов в пределах 5% (например, <5 мм для общей длины 100 мм).избегать перекресток или близости к другим сигнальным линиям;Параллельно 100Ω совпадающий резистор на обоих концах дифференциальной пары для уменьшения отражения сигнала.

3. Заключение: Основная идея антиинтерферентного проектирования"Снижение интерференции у источника"

Антиинтерференция не является "последующим исправлением"; ее следует рассматривать на ранней стадии проектирования.выбор чипов с сильными антиинтерферентными возможностями при выборе компонентов и удаление макетов от источников помех (eДля того, чтобы постепенно накопить опыт, рекомендуется проверять волновую форму ключевых сигналов с помощью осциллоскопа после каждой конструкции..