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Blog de PCB - Diseño de compatibilidad electromagnética desde el tablero de PCB hasta el procesamiento de software

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Diseño de compatibilidad electromagnética desde el tablero de PCB hasta el procesamiento de software

2022-01-19
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Author:pcb

Desde el diseño de la placa de circuito impreso de un solo chip hasta el procesamiento de software, se introduce el procesamiento de compatibilidad electromagnética. Factores que influyen en el voltaje emc1.1: un voltaje de alimentación más alto significa una mayor amplitud de voltaje y más emisiones, mientras que un voltaje de alimentación más bajo afecta la sensibilidad. frecuencia 1.2: la alta frecuencia produce más emisiones y las señales cíclicas producen más emisiones. En el sistema de microcontroladores de alta frecuencia, cuando el equipo cambia, se produce un pico de corriente; En el sistema analógico, cuando la corriente de carga cambia, se produce un pico de corriente. 1.3 puesta a tierra: de todos los problemas de emc, el principal problema es causado por una puesta a tierra inadecuada. Hay tres métodos de puesta a tierra de señal: puesta a tierra de un solo punto, puesta a tierra de varios puntos y puesta a tierra mixta. Cuando la frecuencia es inferior a 1 mhz, se puede adoptar el método de puesta a tierra de un solo punto, pero no se aplica a alta frecuencia; En aplicaciones de alta frecuencia, se utiliza tierra multipunto. La puesta a tierra mixta es un método de puesta a tierra de un solo punto de baja frecuencia y puesta a tierra multipunto de alta frecuencia. El diseño de los cables de tierra es clave y los circuitos de tierra de los circuitos digitales de alta frecuencia y los circuitos analógicos de bajo nivel no se pueden mezclar en la medida de lo posible. 1.4 diseño de placas de circuito impreso: el cableado correcto de placas de circuito impreso (pcb) es esencial para prevenir el emi. 1.5 desacoplamiento de la Fuente de alimentación: cuando el dispositivo cambia, se produce una corriente instantánea en la línea de alimentación, Y estas corrientes transitorias deben atenuarse y filtrarse. Las corrientes transitorias procedentes de fuentes de alta di / DT provocan la "emisión" de voltaje tanto en tierra como en trazas, mientras que la Alta di / DT genera corrientes de alta frecuencia a gran escala, lo que motiva a los componentes y irradia los cables. Los cambios en la corriente y la inducción que pasan por el cable provocan una caída del voltaje, que puede deberse a una disminución de la inducción o a cambios en la corriente con el tiempo.

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En segundo lugar, el método de procesamiento de hardware para la medición de interferencia 2.1 diseño de compatibilidad electromagnética de la placa de circuito impreso la placa de circuito impreso es el soporte de los componentes y dispositivos de circuito en el sistema de un solo chip, que proporciona la conexión eléctrica entre los componentes de circuito y los dispositivos. Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica, la densidad de las placas de PCB es cada vez mayor. La calidad del diseño de la placa de circuito impreso tiene un gran impacto en la compatibilidad electromagnética del sistema de un solo chip. La práctica ha demostrado que incluso si el diseño del esquema del circuito es correcto y el diseño de la placa de circuito impreso no es adecuado, afectará negativamente la fiabilidad del sistema de un solo chip. Por ejemplo, si dos líneas paralelas finas en una placa de circuito impreso están muy cerca, habrá un retraso en la forma de onda de señal y ruido reflejado al final de la línea de transmisión. Por lo tanto, al diseñar una placa de circuito impreso, se debe prestar atención al uso del método correcto, cumplir con los principios generales del diseño de la placa de circuito impreso y cumplir con los requisitos de diseño antiinterferencia. Para obtener el rendimiento de los circuitos electrónicos, la disposición de los componentes y la disposición de los cables son muy importantes.

2.2 La compatibilidad electromagnética de entrada / salida está diseñada en el sistema de un solo chip, y la entrada / salida también es el cable de la fuente de interferencia y la fuente de recogida para recibir señales de interferencia de radiofrecuencia. Por lo general, tomamos medidas efectivas en el diseño: (1) adoptar los circuitos de supresión de modo común / diferencial necesarios y tomar ciertas medidas de filtrado y blindaje electromagnético para reducir la interferencia. (2) adoptar, en la medida de lo posible, diversas medidas de aislamiento (como el aislamiento fotoeléctrico o el aislamiento magnetoeléctrico) para bloquear la propagación de interferencias.

2.3 El diseño del Circuito de reinicio del microcomputador de un solo chip está en el sistema del microcomputador de un solo chip, y el sistema de perro guardián desempeña un papel particularmente importante en el funcionamiento de todo el microcomputador de un solo chip. Debido a la incapacidad de aislar o eliminar todas las fuentes de interferencia, una vez que el programa de interferencia de la CPU funciona correctamente, el sistema de reinicio se combina con el software. las medidas de procesamiento se convierten en un obstáculo para una defensa efectiva de corrección de errores. Hay dos tipos de sistemas de reinicio comunes: (1) sistemas de reinicio externos. El circuito externo de "perro guardián" se puede diseñar por sí mismo o construir con un chip especial de "guardián". Sin embargo, tienen sus propias ventajas y desventajas. La mayoría de los chips dedicados de "perro guardián" no pueden responder a la señal de "perro de alimentación" de baja frecuencia, pero pueden responder a la señal de "perro de alimentación" de alta frecuencia, que se puede generar bajo la señal de "perro de alimentación" de baja frecuencia. No se producirá ninguna acción de restauración bajo la señal de "alimentación del perro" de alta frecuencia. De esta manera, si el sistema del programa cae en un bucle infinito que tiene exactamente la señal de "alimentar al perro", el circuito de reinicio no puede lograrlo. función correcta. Sin embargo, podemos diseñar un sistema con un circuito de "alimentación de perros" y otros circuitos de reinicio, que es un sistema de monitoreo externo muy eficaz. (2) hoy en día, cada vez más microcomputadoras de un solo chip tienen sus propios sistemas de reinicio en chip, para que los usuarios puedan usar fácilmente sus temporizadores de reinicio internos. Sin embargo, las instrucciones de reinicio de algunos modelos de microcomputadoras de un solo chip son demasiado simples. De esta manera, también aparecerán instrucciones de "alimentar al perro" como el bucle infinito anterior, lo que hará que pierda la función de monitoreo. Las instrucciones de reinicio en chip de algunos microcomputadores de un solo chip son mejores. Por lo general, convierten la señal de "alimentar al perro" en un formato fijo en varias instrucciones y las ejecutan en orden. Si se produce un cierto error, la operación de "alimentación del perro" no es válida, lo que mejora en gran medida la fiabilidad del Circuito de reinicio.

2.4 La mayoría de los microcontroladores de osciladores tienen un circuito de osciladores acoplado a cristales externos o resonadores cerámicos. En la placa de pcb, se requiere que los cables de los condensadores externos, cristales o resonadores cerámicos sean lo más cortos posible. Los osciladores RC son potencialmente sensibles a las señales de interferencia y pueden generar ciclos de reloj muy cortos, por lo que se seleccionan resonadores de cristal o cerámica. Además, la carcasa del cristal de cuarzo debe estar fundamentada.

2.5 las medidas de protección contra rayos para los sistemas de microcomputadoras de un solo chip utilizados al aire libre o los cables de alimentación y señal introducidos desde el aire libre en el interior deben considerarse para evitar rayos en el sistema. Los dispositivos comunes de protección contra rayos son: tubos de descarga de gas, tvs, etc. los tubos de descarga de gas se refieren a cuando el voltaje de la fuente de alimentación es superior a un cierto valor, generalmente decenas o cientos de v, el gas falla y se descarga, y los pulsos fuertes en la línea de alimentación se guían al suelo. El tvs puede considerarse como dos diodos Zener paralelos y en la dirección opuesta, que se conducen cuando el voltaje en ambos extremos es superior a un cierto valor. Se caracteriza por poder pasar instantáneamente cientos o miles de corrientes eléctricas de A.3. El método de procesamiento de software para la medición de interferencia la señal de interferencia producida por la fuente de interferencia electromagnética no se puede eliminar por completo en algunas situaciones específicas, como algunas situaciones en las que el entorno electromagnético es relativamente malo, y entrará en la unidad procesada por la cpu, por lo que a menudo se verá perturbada en algunos grandes Circuitos integrados. Lo que hace que no funcione correctamente o en un Estado incorrecto. En particular, los dispositivos como la RAM que utilizan almacenamiento bistable a menudo se vuelcan bajo una fuerte interferencia, convirtiendo el "0" almacenado originalmente en "1" o "1" en "0"; El tiempo y los datos de algunas transmisiones en serie cambiarán debido a la interferencia; Lo que es más grave, destruirá algunos parámetros de datos importantes, etc.; Las consecuencias a menudo son muy graves. En este caso, la calidad del diseño del software afecta directamente la capacidad antiinterferencia de todo el sistema.

3.1 debido a la interferencia electromagnética, el programa aproximadamente tendrá las siguientes situaciones: (1) el programa se escapa. Esta situación es el resultado de una interferencia común. En general, un buen sistema de reinicio o un sistema de medición de marco de software es suficiente, no tendrá mucho impacto en todo el sistema operativo. (2) bucle infinito o operación anormal de código de programa. Por supuesto, este Código de programa de bucle infinito y anormal no fue escrito intencionalmente por el diseñador. Sabemos que las instrucciones del programa están compuestas por bytes, algunos son instrucciones de un solo Byte y otros son instrucciones de varios bytes. Cuando se produce una interferencia, aparece el puntero de la PC. El cambio hace que el Código del programa original se reorganice para generar un Código del programa ejecutable impredecible, y luego este error es fatal, puede modificar parámetros de datos importantes y puede generar una serie de Estados erróneos como salidas de control imprevisibles.

3.2 Las medidas de almacenamiento de parámetros importantes, en general, podemos utilizar la detección y corrección de errores para reducir o evitar eficazmente esta situación. De acuerdo con el principio de detección y corrección de errores, su idea principal es generar un cierto número de códigos de verificación de acuerdo con los datos escritos al escribir los datos y almacenarlos con los datos correspondientes; Lea el Código y tome una decisión. Si se produce un error, se corrige automáticamente, se envían los datos correctos y, al mismo tiempo, se escriben los datos corregidos de nuevo para cubrir los datos erróneos originales; Si se produce un error de dos dígitos, se genera una interrupción y se notifica a la CPU el manejo Anormal. Todas estas acciones se realizan automáticamente a través del diseño de software, con las características de tiempo real y finalización automática. A través de este diseño, se puede mejorar en gran medida la capacidad antiinterferencia del sistema, mejorando así la fiabilidad del sistema. Principios de detección y corrección de errores: primero veamos los principios básicos de detección y corrección de errores. La idea básica del control de errores es agregar códigos redundantes al Grupo de códigos de información de diferentes maneras de acuerdo con ciertas reglas para confiar en códigos de monitoreo redundantes o códigos de Inspección para detectar o corregir automáticamente los errores al leer la información. De acuerdo con las características de la ocurrencia de errores de bits, es decir, la aleatoriedad y la aleatoriedad de la ocurrencia de errores, casi siempre afecta aleatoriamente a un bit en un byte. Por lo tanto, si se puede diseñar para corregir automáticamente un error de un dígito y comprobar la codificación incorrecta de dos dígitos. Puede mejorar en gran medida la fiabilidad del sistema.

La detección de 3.3 Ram y Flash (rom) está en programación y escribimos algunos programas de prueba para probar el Código de datos de Ram y Flash para ver si hay errores. Una vez que ocurra, debe corregirse de inmediato. Si no se puede corregir, se debe dar una indicación oportuna del error para que el usuario pueda manejarlo. al compilar el programa, es esencial agregar redundancia al Programa. Añadir tres o más instrucciones nop en algún lugar puede evitar efectivamente la reorganización del procedimiento. Al mismo tiempo, los datos de señalización y el Estado de detección deben introducirse en el Estado de funcionamiento del programa para detectar y corregir los errores de la placa de PCB a tiempo.