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Blog de PCB - Diseño de compatibilidad electromagnética del sistema de microcontroladores de placas de PCB

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Diseño de compatibilidad electromagnética del sistema de microcontroladores de placas de PCB

2022-02-11
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Author:pcb

Lo siguiente es desde el diseño de la placa de circuito impreso del microcomputador de un solo chip hasta el procesamiento de software, introduciendo 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 (placas de circuito impreso) 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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2. 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 El diseño de compatibilidad electromagnética de entrada / salida está diseñado en un 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. Normalmente tomamos medidas efectivas en el diseño: 1) usar los circuitos de supresión de modo común / diferencial necesarios, Y tomar ciertas medidas de filtrado y blindaje electromagnético para reducir la interferencia. 2) tomar todo tipo de medidas de aislamiento (como aislamiento fotoeléctrico o aislamiento magnetoeléctrico) en la medida de lo posible para bloquear la propagación de la interferencia. 2.3 El diseño del Circuito de reinicio de la mcu está en el sistema mcu, y el sistema de perro guardián juega un papel particularmente importante en el funcionamiento de toda la mcu. 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. Sin embargo, las instrucciones de reinicio de algunos modelos de microcomputadoras de un solo chip son demasiado simples, por lo que también aparecerá una orden de "alimentación de perros" similar a la mencionada circulación infinita, lo que hará que pierda su función de monitoreo. Algunos microcontroladores tienen mejores instrucciones de reinicio en chip. 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 algún error, la operación de "alimentar al perro" no es válida. 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 considerar la prevención de 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 depende