Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Thông tin PCB

Thông tin PCB - Thiết kế chống nhiễu Tấm in kỹ thuật số tốc độ cao cho tàu hỏa

Thông tin PCB

Thông tin PCB - Thiết kế chống nhiễu Tấm in kỹ thuật số tốc độ cao cho tàu hỏa

Thiết kế chống nhiễu Tấm in kỹ thuật số tốc độ cao cho tàu hỏa

2022-03-10
View:515
Author:pcb

Các vấn đề cần lưu ý trong thiết kế bảng mạch in kỹ thuật số tốc độ cao được làm rõ chi tiết và những khía cạnh nào mạch kỹ thuật số tốc độ cao sẽ ảnh hưởng đến hệ thống trên tàu và lý do tại sao chúng có thể xảy ra. Một số phương pháp nên được thực hiện. Thực tế đã chứng minh rằng các mạch được thiết kế với các phương pháp này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất chống nhiễu của sản phẩm. Với sự phát triển liên tục của khoa học và công nghệ, tàu cũng đang phát triển ở tốc độ cao và các mạch kỹ thuật số tốc độ cao dần được áp dụng trong hệ thống tàu trên tàu. Có rất nhiều nguồn gây nhiễu trên tàu, bao gồm các loại máy biến áp, quạt, nhiễu điện từ do cung điện, máy nén khí, v.v. tạo ra, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của mạch kỹ thuật số tốc độ cao trong tàu. Ngoài ra, để đảm bảo sự thoải mái của môi trường đi xe và môi trường làm việc, bên trong xe cũng được trang bị điều hòa không khí, máy sưởi điện, máy thông gió và các thiết bị điện khác, các thiết bị này cũng sẽ tạo ra bức xạ điện từ bên ngoài, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của mạch kỹ thuật số tốc độ cao. Do đó, làm thế nào để đảm bảo độ tin cậy của tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao sẽ trở nên đặc biệt quan trọng trong một môi trường phức tạp như vậy trên tàu. Nếu những vấn đề này không được xử lý tốt, chúng có thể dẫn đến nhiều tình huống như biến dạng tín hiệu, lỗi thời gian và hệ thống không ổn định, dẫn đến tổn thất không thể đo lường được. Để đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống thông tin liên lạc, điều khiển tàu, thiết kế chống nhiễu của thiết bị cũng quan trọng như thiết kế chức năng. Khi bắt đầu thiết kế, việc ức chế nhiễu mạch kỹ thuật số phải được xem xét, nếu không rất khó để đáp ứng các yêu cầu chống nhiễu của mạch kỹ thuật số tốc độ cao. Do đó, cần phải cải thiện khả năng chống nhiễu của bảng mạch kỹ thuật số, giảm bức xạ mạch và tránh các biện pháp khắc phục đối với nhiễu của bảng sau khi thiết kế hoàn thành.

Bảng mạch in

1. Có ba cách cơ bản để can thiệp vào sự hình thành: nguồn gây nhiễu, đường nối và nguồn nhạy cảm. 1.1 Nhiễu trên bảng mạch đường dẫn ghép nối gây nhiễu của bảng PCB chủ yếu bao gồm nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai. Jamming chế độ vi sai được tạo ra bởi vòng lặp tín hiệu và nhiễu chế độ chung được tạo ra bởi dòng điện chế độ chung trên cáp. Đối với bảng mạch in, nó chủ yếu đề cập đến nhiễu chế độ vi sai của nó, vì dải tần số của giao thoa chế độ vi sai của nó là toàn bộ băng tần mà tín hiệu mạch chiếm. Các loại nhiễu ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của hệ thống. Phương pháp chính để giảm nhiễu mô hình vi sai là giảm thiểu chiều dài dấu vết và giảm diện tích vòng lặp tín hiệu trong quá trình định tuyến. 1.2 Phương pháp tạo nguồn nhiễu trên bo mạch PCB Nguyên nhân chính của các loại nhiễu khác nhau trong mạch kỹ thuật số tốc độ cao là tần số tiếng ồn vốn có của chính nguồn điện và các biến thể khác nhau của di/dt và du/dt bên ngoài Mạch điện. Các loại tải điện dung và cảm ứng khác nhau trên đường dây, do đó, khi tín hiệu nhảy, tạo ra tiếng ồn hình thành gai được dẫn dọc theo mạch thông qua vòng lặp hiện tại của mỗi mạch, do đó tiếng ồn vốn có của chính nguồn điện và tiếng ồn khác nhau gây ra bởi chuyển đổi kỹ thuật số tốc độ cao. Tách và lọc là cách tốt nhất để ngăn chặn tiếng ồn được tạo ra bởi chính mạch hoặc các loại tín hiệu đột biến khác nhau. 1.3 Nguồn nhạy cảm trên bảng mạch PCB Nguồn nhạy cảm của tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao chủ yếu đề cập đến các đối tượng dễ bị nhiễu bên ngoài, chẳng hạn như: A/D, D/A chuyển đổi, bộ điều khiển logic, vi điều khiển, dao động tinh thể, IC kỹ thuật số, Sự ổn định của các thiết bị này liên quan trực tiếp đến sự ổn định và chính xác của hoạt động của hệ thống bảng mạch. Do đó, cần phải bảo vệ thích hợp các nguồn nhạy cảm này, tăng khả năng chống nhiễu của chúng. Cải thiện các biện pháp chống nhiễu của bảng mạch PCB 2.1 Giảm vòng lặp khớp nối Phương pháp chính để giảm khớp nối là giảm diện tích vòng lặp tín hiệu, trong đó dây mặt đất, nguồn điện, Nguồn tín hiệu nhạy cảm và các cạnh của bảng mạch nên được giải quyết chủ yếu. 1) Giảm trở kháng dây nối đất và mạch ghép nguồn là nguyên nhân chính gây nhiễu dây nối đất trên bảng, vì vậy trở kháng dây nối đất nên được giảm thiểu, có thể sử dụng mặt đất hoặc lưới nối đất. Đối với bảng mạch kỹ thuật số tốc độ cao, nên sử dụng bảng nhiều lớp để giảm diện tích vòng lặp, lớp giữa nên được sử dụng làm nguồn điện hoặc hình thành, và khoảng cách giữa các lớp liền kề với nguồn điện và mặt đất nên càng nhỏ càng tốt; Hãy để mỗi lớp tín hiệu có mặt đất tương ứng. Diện tích vòng được hình thành bởi các đường tín hiệu và mạch nối đất của chúng nên càng nhỏ càng tốt. Khu vực vành đai càng nhỏ, nhiễu bên ngoài càng nhỏ. Với đặc điểm này, việc phân phối các mặt phẳng nối đất và các dấu vết tín hiệu quan trọng cần được xem xét khi phân chia các mặt phẳng nối đất để ngăn chặn các vấn đề gây ra bởi các rãnh của mặt phẳng nối đất, v.v. Các đường tín hiệu không thể đi qua khu vực tách biệt giữa mặt phẳng nối đất và mặt phẳng nguồn điện để ngăn chặn sự hình thành của dòng chảy ngược đất lớn. Trong khi đó, lớp điện nên được rút lại khoảng 3mm từ hình thành, điều này có thể ức chế hơn 70% nhiễu điện. 2) Giảm vòng lặp ghép của tín hiệu nguồn nhạy cảm cho tín hiệu định kỳ và các tín hiệu nhạy cảm khác, chẳng hạn như tín hiệu đồng hồ, tín hiệu tương tự và tín hiệu bậc thấp của bus địa chỉ, nhiễu mạnh hơn, Đây cũng là chìa khóa để thiết kế các mạch kỹ thuật số tốc độ cao. Việc định tuyến các tín hiệu chính trên bảng in phải phù hợp với nguyên tắc cao đến thấp (phương pháp sắp xếp: cao đến thấp: tín hiệu analog - tín hiệu đặt lại - I2C - tín hiệu đồng hồ - tín hiệu đọc và ghi - tốc độ cao, tín hiệu tần số vô tuyến - bus dữ liệu - bus địa chỉ); Hệ thống dây tín hiệu quan trọng phải đi càng sâu vào lớp bên trong càng tốt; Và nó nên được kết nối song song với một tụ điện nhỏ để lọc; Các lớp tín hiệu có thể được định tuyến song song chỉ thông qua hai lớp được tách ra bởi mặt phẳng nối đất; Đường tín hiệu phải càng ngắn càng tốt; Các bộ phận kết nối tần số cao trên bảng in phải càng gần dấu vết càng tốt để giảm các thông số phân phối tín hiệu tần số cao và nhiễu điện từ, Do đó, cải thiện khả năng chống nhiễu của các nguồn tín hiệu nhạy cảm. 3) Giảm vòng lặp ghép nối trên các cạnh của bảng mạch. Việc xử lý cạnh của bảng mạch in có hợp lý hay không, xác định xem nhiễu bên ngoài của tín hiệu có thể bị ức chế hiệu quả hơn hay không. Để ngăn chặn các mạch kỹ thuật số tốc độ cao đi qua các cạnh của bảng với nhiễu bên ngoài, vị trí định tuyến của chúng phải được kiểm soát chặt chẽ và phải càng gần bên trong bảng in càng tốt. Các đường tín hiệu với nhiễu mạnh như tần số cao không nên đi đến cạnh của bảng để ngăn chặn việc thiếu mạch nối đất tương ứng, dẫn đến rò rỉ nhiễu bên ngoài của tín hiệu. 2.2 Nguồn gây nhiễu ức chế nguồn gây nhiễu để giảm thiểu tác động của nguồn gây nhiễu du/dt và di/dt càng nhiều càng tốt. Việc giảm du/dt của nguồn gây nhiễu được thực hiện chủ yếu bằng cách kết nối các tụ điện song song ở cả hai đầu của nguồn gây nhiễu và tăng tách và lọc. Giảm di/dt của nguồn gây nhiễu được thực hiện chủ yếu bằng cách