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Technologie PCB
Du PCB au MCU, il vous donnera un aperçu de la résistance aux interférences
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Du PCB au MCU, il vous donnera un aperçu de la résistance aux interférences

Du PCB au MCU, il vous donnera un aperçu de la résistance aux interférences

2021-08-14
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Author:IPCB

Anti-interference Conception Principes Circuits imprimés board drawing


(1). Disposition du fil de terre:

1. La mise à la terre numérique est séparée de la mise à la terre analogique.

2). The grounding wire should be as thick as possible, Ainsi, il peut passer 3. fois le courant autorisé sur la carte de circuit imprimé, and generally should be 2~3mm.

3. Les fils de mise à la terre doivent, dans la mesure du possible, former des boucles non polaires afin de réduire la différence potentielle entre les fils de mise à la terre.


2. Disposition du cordon d'alimentation:

1). According to the current size, Essayez d'élargir le fil.

2. La direction des lignes électriques et des fils au sol doit être la même que celle de la transmission des données.

3. Un condensateur de découplage de 10 à 100 °F doit être raccordé à l'entrée d'alimentation du tableau imprimé.


3. Configuration du condensateur de découplage:

1). Le plomb du condensateur de découplage ne doit pas être trop long, especially the high frequency bypass capacitors should not have lead wires.

2). Connect a 10~100μF electrolytic capacitor across the power input end of the printed board, Mieux encore si elle peut être supérieure à 100 ¼ f.

3. Connectez un condensateur céramique 0,01 ~ 0,1 ¼ f entre VCC et GNd pour chaque puce intégrée. Si l'espace ne le permet pas, un condensateur tantale de 1 à 10 ¼ F peut être configuré pour chaque 4 à 10 puces.

4. Les équipements à faible résistance au bruit et à forte variation du courant d'arrêt, ainsi que rom et Ram, doivent être découplés indirectement entre VCC et GNd.

5. Un condensateur de découplage 0,01 ¼ F est apparié sur le terminal de Réinitialisation "Reset" du microcontrôleur.


4. Configuration du périphérique:

1. Les bornes d'entrée d'horloge du générateur d'horloge, de l'oscillateur à cristaux et du processeur doivent être aussi proches que possible des autres équipements à basse fréquence.

2. Gardez les circuits à courant faible et élevé aussi loin que possible des circuits logiques.

3). L'emplacement et l'orientation de la plaque d'impression dans le châssis doivent être tels que l'équipement ayant une grande quantité de chaleur soit en haut..


5. Séparer la ligne d'alimentation, la ligne AC et la ligne de signal

The power line and AC line should be placed on a different board from the signal line as much as possible, Sinon, ils doivent être câblés séparément du câblage du signal..


6.. Autres principes:

1). Lors du câblage, the address lines should be as long as possible and as short as possible.

2. L'ajout d'une résistance de traction d'environ 10K au bus est bénéfique pour l'anti - interférence.

3). The lines on both sides of the Circuits imprimés La disposition doit être verticale autant que possible afin d'éviter toute interférence mutuelle..

4. La taille du condensateur de découplage est normalement C = 1 / F et F est la fréquence de transmission des données.

5). Unused pins are connected to Vcc through a pull-up resistor (about 10K), Ou en parallèle avec des broches usagées.

6. Les éléments chauffants (tels que les résistances de haute puissance, etc.) doivent être évités de l'utilisation d'éléments sensibles à la température (tels que les condensateurs électrolytiques, etc.).

7). Le décodage complet a une meilleure performance anti - interférence que le décodage linéaire.


Afin de limiter l'interférence des composants de haute puissance sur les circuits numériques des microcontrôleurs et l'interférence des circuits numériques sur les circuits analogiques, des étranglements à haute fréquence doivent être utilisés lorsque la mise à la terre numérique et la mise à la terre analogique sont connectées à un point de mise à la terre commun. Il s'agit d'un matériau magnétique cylindrique ferrite. Il y a plusieurs trous dans la direction axiale. Un fil de cuivre plus épais traverse ces trous et fait un ou deux tours. Ce dispositif peut être considéré comme une impédance nulle d'un signal à basse fréquence. L'interférence avec les signaux à haute fréquence peut être considérée comme un inducteur. (en raison de la grande résistance en courant continu de l'inducteur, l'inducteur ne peut pas être utilisé comme étranglement à haute fréquence).


Un câble blindé est généralement utilisé lors de la connexion de fils de signal non Circuits imprimés. Pour les signaux à haute fréquence et les signaux numériques, les deux extrémités du câble blindé doivent être mises à la terre. Pour les câbles blindés utilisés pour les signaux analogiques à basse fréquence, une extrémité doit être mise à la terre.

Circuits that are very sensitive to Bruit and interference or circuits that are particularly high-frequency noise should be shielded with a metal cover. L'effet du blindage ferromagnétique sur le bruit à haute fréquence de 500 kHz n'est pas évident, Le cuivre mince offre un meilleur blindage. When using screws to fix the shield, Attention à la corrosion causée par la différence de potentiel causée par le contact de différents matériaux.


7. Utiliser pleinement le condensateur de découplage


Le condensateur de découplage entre l'alimentation en circuit intégré et le sol a deux fonctions:, C'est un condensateur de stockage d'énergie de circuit intégré, and on the other hand, Il contourne le bruit à haute fréquence de l'appareil. The typical decoupling capacitor value in digital circuits is 0.1 μf. The typical value of the distributed inductance of this capacitor is 5μH. (0).1μF decoupling capacitor has a distributed inductance of 5μH, La fréquence de résonance parallèle est d'environ 7 MHz. C'est - à - dire, Il a un bon effet de découplage sur le bruit inférieur à 10 MHz, and it has little effect on noise above 40MHz.


Les condensateurs de 1 ¼ F et de 10 ¼ f avec des fréquences de résonance parallèles supérieures à 20 MHz sont plus efficaces pour éliminer le bruit à haute fréquence.


Un condensateur de charge / décharge supplémentaire ou un condensateur de stockage d'énergie est nécessaire pour chaque 10 circuits intégrés, avec une option d'environ 10 ¼ f. Il est préférable de ne pas utiliser de condensateurs électrolytiques. Le condensateur électrolytique est enroulé avec deux couches minces. Cette structure enroulée se présente sous forme d'inductance à haute fréquence. Utilisez des condensateurs Tantale ou polycarbonate.


Le choix du condensateur de découplage n'est pas critique, c = 1 / F, c'est - à - dire 0,1 ¼ F pour 10 MHz et 0,01 ¼ F pour 100 MHz.


Les broches du condensateur de découplage doivent être aussi courtes que possible lors du soudage. De longues broches provoqueront l'auto - résonance du condensateur de découplage lui - même. Par exemple, la fréquence d'auto - résonance du condensateur céramique 1000pf avec une longueur de broche de 6,3mm est d'environ 35mhz, et la fréquence d'auto - résonance est de 32mhz lorsque la longueur de broche est de 12,6mm.

ATL

8. Experience in reducing noise and electromagnetic interference

Anti-jamming Conception Principes Circuits imprimés:

1). Une série de résistances peut être utilisée pour réduire le taux de saut des bords supérieur et inférieur du circuit de commande.

2. Le potentiel du circuit de signal d'horloge doit être aussi proche que possible de 0. Encerclez la zone de l'horloge avec un fil de mise à la terre et le fil d'horloge doit être aussi court que possible.

3. La ligne d'horloge perpendiculaire à la ligne d'entrée / sortie a moins d'interférence que la ligne d'horloge parallèle à la ligne d'entrée / sortie.

4. Le circuit d'entraînement I / o est le plus près possible du bord de la carte imprimée.

5). Do not leave the output terminal of the gate circuit that is not in use. Le terminal d'entrée positif de l'amplificateur opérationnel inutilisé doit être mis à la terre., L'entrée négative doit être connectée à la sortie.

6. Essayez d'utiliser une ligne de pliage de 45° au lieu d'une ligne de pliage de 90° pour acheminer le câblage afin de réduire l'émission externe et le couplage des signaux à haute fréquence.

7. Les broches des composants doivent être aussi courtes que possible.

8. Ne pas câbler sous des cristaux de quartz ou des composants particulièrement sensibles au bruit.

9. Ne pas créer de boucle de courant autour du sol pour les circuits de signal faible et les circuits à basse fréquence.

10). When necessary, Ajouter un étranglement Ferrite à haute fréquence dans le circuit pour séparer le signal, noise, power, Et le sol.

A via on the printed circuit board causes a capacitance of approximately 0.6pf; Le matériau d'emballage du circuit intégré lui - même produira une capacité distribuée de 2pf ~ 10pf; Les connecteurs de la carte de circuit ont une inductance distribuée de 520 ¼ H; Inductance distribuée de 4 ¼ h à 18 ¼ H introduite dans une prise de circuit intégré à 24 broches à double ligne.


Anti-jamming Conception of digital circuit and single-chip microcomputer


In the electronic system Conception, Pour éviter les détours et gagner du temps, Les exigences en matière d'immunité doivent être pleinement prises en considération et respectées., and anti-interference remedial measures should be avoided after the Conception Terminé.. There are three basic elements that cause interference:


La source d'interférence désigne le composant, l'équipement ou le signal qui produit l'interférence. En langage mathématique, il est décrit comme suit: du / DT, où di / DT est plus grand est la source d'interférence. Par exemple, la foudre, les relais, les Thyristors, les moteurs, les horloges à haute fréquence, etc., peuvent devenir des sources d'interférence.

2) Sensitive devices refer to objects that are easily disturbed. Such as: A/D, D/Convertisseur, Micro - ordinateur à puce unique, digital IC, Amplificateur de signaux faibles, etc.

3) Propagation path refers to the path or medium through which interference propagates from the interference source to the sensitive device. Les voies typiques de propagation des interférences sont la conduction des conducteurs et le rayonnement spatial..


Le principe de base de la conception anti - interférence est de supprimer la source d'interférence, de couper la trajectoire de propagation de l'interférence et d'améliorer la performance anti - interférence des dispositifs sensibles. (similaire à la prévention des maladies infectieuses)


1. Suppress interference sources


La suppression des sources d'interférence vise à réduire au minimum les sources d'interférence du / DT et di / dt. C'est la meilleure considération et le principe le plus important de la conception anti - interférence, qui a généralement un effet multiplicateur. La réduction du / DT de la source d'interférence est principalement réalisée par la connexion parallèle des condensateurs aux deux extrémités de la source d'interférence. Le di / DT de la source d'interférence peut être réduit en connectant l'inductance ou la résistance en série à la boucle de la source d'interférence et en ajoutant une diode de de courant continu.

Les mesures couramment utilisées pour supprimer les sources d'interférence sont les suivantes:


1) Avoid 90-degree fold lines when wiring to reduce high-frequency noise emission.

2) A freewheeling diode is added to the relay coil to eliminate the back-EMF interference generated when the coil is disconnected. L'ajout d'une seule diode de continuation retardera l'arrêt du relais. After adding a Zener diode, Le Relais peut fonctionner plus de fois par Unit é de temps.

3) Connect a spark suppression circuit in parallel at both ends of the relay contact (usually an RC series circuit, La résistance est généralement sélectionnée entre quelques K et des dizaines de K, La capacité est 0.01uF) to reduce the impact of electric sparks.

Ajouter un circuit de filtre au moteur et veiller à ce que les conducteurs de capacité et d'inductance soient aussi courts que possible.

5) Chaque IC de la carte de circuit doit être raccordé en parallèle à un condensateur haute fréquence de 0,01 ¼ f뽞 0,1 ¼ f afin de réduire l'impact de l'IC sur l'alimentation électrique. Notez le câblage du condensateur haute fréquence. Le câblage doit être situé à proximité des bornes électriques et aussi court que possible. Sinon, la résistance équivalente en série du condensateur sera augmentée et l'effet de filtrage sera affecté.

Les deux extrémités du Thyristor sont parallèles au circuit de suppression RC pour réduire le bruit généré par le Thyristor (ce bruit peut endommager le thyristor). Selon la trajectoire de propagation de l'interférence, il peut être divisé en interférence conductrice et interférence rayonnée.

L'interférence conductrice se réfère à l'interférence transmise par le fil à l'équipement sensible. Le bruit de brouillage à haute fréquence diffère des bandes de fréquences des signaux utiles. La propagation du bruit d'interférence à haute fréquence peut être coupée en ajoutant un filtre sur le fil et parfois en ajoutant un optocoupleur isolé. Le bruit de puissance est le plus nocif, donc faites attention. L'interférence radiante est l'interférence qui se propage à l'équipement sensible par rayonnement spatial. La solution générale consiste à augmenter la distance entre la source d'interférence et l'équipement sensible, à les isoler par un fil de terre et à ajouter un blindage à l'équipement sensible.


2. Les mesures couramment utilisées pour couper la trajectoire de propagation des interférences sont les suivantes:

1) Fully consider the impact of the power supply on the microcontroller. If the power supply is done well, Le problème anti - interférence de l'ensemble du circuit sera résolu à plus de la moitié. Many single-chip microcomputers are very sensitive to power supply noise. Afin de réduire l'interférence du bruit d'alimentation sur le micro - ordinateur à puce unique, il est nécessaire d'ajouter un circuit de filtre ou un régulateur de tension à l'alimentation du micro - ordinateur à puce unique.. Par exemple:, magnetic beads and capacitors can be used to form a π-shaped filter circuit. Bien sûr., 100Ω resistors can be used instead of magnetic beads when the conditions are not high.

Si le port d'entrée / sortie du micro - ordinateur à puce unique est utilisé pour contrôler l'équipement bruyant tel que le moteur, l'isolement doit être ajouté entre le port d'entrée / sortie et la source de bruit (un circuit de filtre en forme de Bo doit être ajouté). Afin de contrôler les équipements bruyants tels que les moteurs, une isolation supplémentaire (ajout d'un circuit de filtre de type Ï) doit être ajoutée entre le port d'entrée / sortie et la source de bruit.

Attention au câblage de l'oscillateur à cristaux. L'oscillateur à cristaux est situé le plus près possible des broches du microcontrôleur, la zone de l'horloge est isolée par un fil de terre et le boîtier de l'oscillateur à cristaux est mis à la terre et fixé. Cette mesure peut résoudre de nombreux problèmes.

Diviser raisonnablement les circuits imprimés, tels que les signaux forts et faibles, les signaux numériques et analogiques. Essayez de garder la source d'interférence (comme le moteur et le relais) loin des composants sensibles (comme le micro - ordinateur à puce unique).

Utilisez un fil de mise à la terre pour séparer la zone numérique de la zone analogique, pour séparer la zone numérique de la zone analogique, et enfin connectez - la à la mise à la terre de l'alimentation électrique à un point. Le câblage des puces A / D et D / A est également basé sur ce principe. Le fabricant a tenu compte de cette exigence lorsqu'il a attribué les configurations de broches A / D et D / a.

Le fil de mise à la terre du micro - ordinateur à puce unique et de l'équipement de haute puissance doit être mis à la terre séparément afin de réduire l'interférence mutuelle. Dans la mesure du possible, placez l'équipement de haute puissance sur le bord de la carte de circuit.

(7) The use of anti-interference components such as magnetic beads, Anneau magnétique, power filters, Dans des endroits clés comme MCU I/O port, Ligne électrique, and circuit board connection line can significantly improve the anti-interference performance of the circuit.


3. Améliorer les performances anti - interférence des équipements sensibles

L'amélioration de la performance anti - interférence de l'équipement sensible consiste à réduire au minimum le bruit d'interférence capté du côté de l'équipement sensible et à récupérer de l'état anormal le plus rapidement possible..

Les mesures couramment utilisées pour améliorer la performance anti - interférence des équipements sensibles sont les suivantes:

(1) Minimize the loop loop area when wiring to reduce induced noise.

Le fil d'alimentation et le fil de terre doivent être aussi épais que possible pendant le câblage. En plus de réduire la chute de tension, il est plus important de réduire le bruit de couplage.

(3) For the idle I/O port du micro - ordinateur à puce unique, do not float, Mais doit être mis à la terre ou connecté à l'alimentation électrique. The idle terminals of other ICs are grounded or connected to power without changing the system logic.

L'utilisation d'un circuit de surveillance de puissance et d'un circuit de chien de garde sur un micro - ordinateur à puce unique, comme imp809, imp706, imp813, x25043, x25045, peut grandement améliorer la performance anti - interférence de l'ensemble du circuit.

Si la vitesse satisfait aux exigences, l'oscillateur à cristaux du micro - ordinateur à puce unique doit être réduit au minimum et le circuit numérique à basse vitesse doit être sélectionné.

L'équipement IC doit être soudé directement sur la carte de circuit dans la mesure du possible et la prise IC doit être utilisée au minimum.


Résumé de l'expérience

Logiciel:


1. Il est utilisé pour effacer tout l'espace de code inutilisé à '0', because this is equivalent to NOP, Il peut être retourné lorsque le programme est en cours d'exécution;

2. Ajouter plusieurs NOP avant la commande de saut dans le même but que 1;

3. Quand il n'y a pas de chien de garde matériel, software can be used to simulate WatchDog to monitor the operation of the program;

4. Lors du traitement du réglage ou du réglage des paramètres de l'équipement externe, afin d'éviter les erreurs causées par l'interférence de l'équipement externe, les paramètres peuvent être envoyés à nouveau régulièrement afin de récupérer l'équipement externe dès que possible;

5. La communication est anti - interférence et le BIT de vérification des données peut être augmenté. La stratégie 2 sur 3 ou 3 sur 5 peut être adoptée;

6. When there is a communication line, such as I^2C, Système à trois fils, etc., En fait,, we found that setting the Data line, Ligne d'horloge, and INH line to high normally has better anti-interference effect than setting it to low.


Matériel:


1. Wiring of ground wire and power wire

2. Découplage de la ligne;

3. Séparation de la mise à la terre numérique et modulaire;

4. Chaque élément numérique nécessite 104 condensateurs entre le sol et l'alimentation électrique;

5. Afin d'éviter les échanges entre les ports d'entrée / sortie, les ports d'entrée / sortie peuvent être isolés par des moyens tels que l'isolement des diodes, l'isolement des circuits de porte, l'isolement des couplages photoélectriques, l'isolement électromagnétique, etc.; 6. Dans les applications de relais, en particulier dans les applications à courant élevé, afin d'éviter l'interférence de l'étincelle de contact de relais sur le circuit, un 104 et une diode peuvent être combinés entre les bobines de relais, et un 472 condensateurs peuvent être combinés entre le contact et le point de départ normal, avec un bon effet!

7. Bien sûr, les panneaux multicouches sont certainement plus résistants aux interférences que les panneaux simples, mais leur coût est plusieurs fois plus élevé.

8. Il est plus efficace de choisir un appareil qui a une forte capacité anti - interférence que n'importe quelle autre méthode. I think this should be the most important point. Parce que les défauts inhérents aux composants sont difficiles à corriger par des méthodes externes, Mais en général, les produits résistants aux interférences sont plus chers, and the ones with poor anti-interference ability are cheaper, Tout comme l'est de Taiwan est bon marché, mais les performances sont considérablement réduites! Cela dépend principalement de votre demande.


Printed circuit board (Circuits imprimés) is the support of circuit components and devices in electronic products. Il fournit une connexion électrique entre les composants du circuit et l'équipement. With the rapid development of electrical technology, La densité du pgb augmente. The quality of Circuits imprimés Conception La capacité de lutte contre les interférences a une grande influence. Therefore, In Circuits imprimés Conception. The general principles of Circuits imprimés Conception Doit suivre, and the requirements of anti-interference Conception Doit être satisfait.