Analyse van anti-interferentie- en aardingsstrategieën voor PCB's

Tegenwoordig zijn allerlei elektronische producten doorgedrongen tot in alle hoeken van het leven van mensen, wat heeft geleid tot de snelle ontwikkeling van PCB's die de kern vormen van elektronische apparaten. Of elektronische apparaten normaal, veilig en stabiel kunnen werken, hangt in grote mate af van het PCB-ontwerp. In het proces van PCB-ontwerp is de belangrijkste schakel het ontwerp in termen van aarding en anti-interferentie voor elektronische producten. Tot nu toe hebben ontwerpers voor specifieke PCB's hun eigen mening over aarding en anti-interferentie en zowel methoden als technologieën met betrekking tot aarding en anti-interferentie worden van tijd tot tijd vordert, wat een aanzienlijke verzekering zal bieden voor een constant stabiele beveiligingswerking van elektronische apparaten. Dit artikel bespreekt de strategieën van anti-interferentie en aarding voor PCB's.

Aarding van digitale signalen en analoge signalen

Tijdens het PCB-ontwerp slagen we er niet in om digitale signaalgebieden of analoge signaalgebieden strikt te onderscheiden. Een ander voorbeeld, in een circuit, als een openbaar gedeelte, is het moeilijk om te beoordelen bij welk gedeelte stroom hoort. De gebruikelijke methode van anti-interferentie is om digitale circuits te onderscheiden van analoge circuits en ze moeten in verschillende gebieden worden getekend. Maar hoe ontwerp je het gedeelte dat niet strikt kan worden onderscheiden, zoals het hierboven genoemde vermogensgedeelte? De essentie van het onderscheiden van analoge signalen van digitale signalen ligt in de eigenschap van de betreffende chip, dat wil zeggen of de chip analoog of digitaal is. Het voedingsgedeelte levert stroom aan analoge circuits wanneer het tot het analoge gedeelte behoort, terwijl het tot het digitale gedeelte behoort bij het leveren van stroom aan de digitale chip. Wanneer beide secties echter hetzelfde vermogen tegelijkertijd toepassen, zal de methode van de brug worden toegepast om kracht van een ander onderdeel te leiden. Dit hierboven genoemde anti-interferentiesysteem is momenteel een relatief gebruikelijke methode. In werkelijkheid werkt deze methode alleen in enkele kleine systemen of PCB's. Desalniettemin worden in systemen met grote circuits meestal veel potentiële problemen veroorzaakt door de toepassing van deze methode, vooral in gecompliceerde systemen waar deze problemen zo uitpuilen dat EMI-problemen daarom worden veroorzaakt bij het routeren waarbij de distributie-afstand wordt omzeild. Wanneer bijvoorbeeld een typische A/D-converter wordt toegepast, zal PCB Fab Houses voorstellen dat AGND en DGND op A/D-converter via de kortste kabel met een lage impedantie op aarde worden aangesloten. Daarom worden met de hierboven genoemde methode twee aardingen verbonden via de verbindingsbrug die dezelfde breedte heeft als de IC onder A/D-converter.

Voor systemen met veel A/D-converters zouden, als ze allemaal volgens de hierboven genoemde methode werden verwerkt, echter meerpuntsverbindingen worden gegenereerd. Het zou geen betekenis hebben voor de isolatie tussen digitale aarde en analoge aarde. Om dit probleem op te lossen, moet aarding worden toegepast met aarding die is verdeeld in digitale aarde en analoge aarde, die beide in staat zijn om aan de vereisten van fabrikanten te voldoen en EMI-problemen zoveel mogelijk te verminderen.

Analyse van hoogfrequente signaal anti-interferentie

Bij het ontwerpen van PCB's met hoogfrequente signalen kan elk metaal of elke lood worden beschouwd als een component bestaande uit weerstand, inductor en condensator. Een gedrukte kabel met een lengte van 25 mm op een PCB kan een inductantie van 15nH tot 20Nh genereren. Daarom moet een meerpuntsaardingsstrategie worden toegepast om elk circuitsysteem te laten beoordelen in een aangrenzende aardingslijn met de laagste impedantie. Bovendien moeten de aardimpedantie en inductantie tussen aardleidingen zoveel mogelijk worden verminderd en moet ook de onderlinge koppeling tussen circuits die wordt veroorzaakt door gedistribueerde capaciteit worden verminderd. De eenvoudigste methode van meerpuntsaarding ligt in een volledige kopercoating. Aardingspunten van componenten zijn verbonden met het gecoate koper en het aardingsvlak dat het grootste deel van de PCB bedekt, biedt een referentievlak met extreem lage impedantie. Zo kan onnodige hoogfrequente koppeling tussen elk onderdeel en elk unitcircuit worden vermeden.

Digitale aarde en analoge aarde moeten onafhankelijk worden verwerkt in hoogfrequente PCB's. Grondniveaus van hoogfrequente digitale signaallijnen verschillen meestal van elkaar en er treden vaak spanningsafwijkingen op. Bovendien bevatten hoogfrequente digitale signaalaardlijnen altijd een vrij rijke harmonische component van hoogfrequente signalen. Wanneer digitale signaalaardingslijnen direct zijn verbonden met analoge signaalaardingslijnen, zullen harmonische golven van hoogfrequente signalen interfereren met analoge signalen op de manier van aardlijnkoppeling. Gewoonlijk moeten hoogfrequente digitale signaalaardlijnen worden gescheiden van analoge signaalaardlijnen, hetzij in de methode van enkelpuntsinterconnectie op de geschikte positie of in de methode van hoogfrequente verstikkende magnetische kraalinterconnectie.

Analyse van hoogfrequente signaal anti-interferentie

Bij PCB-ontwerp zijn de lay-out van componenten en de dikte van de kabels sterk gerelateerd aan interferentie, wat professionele technologie en volledige herkenningscapaciteit van ontwerpers vereist. Anti-interferentie van PCB-ontwerp houdt verband met de toepassingsprestaties van elektronische producten. De lijst met regels die in dit artikel wordt geïntroduceerd, is de samenvatting van praktische ontwerpervaring van ontwerpers, wat zeker nuttig is voor PCB-ontwerpers.

Handige bronnen:
• Hoe interferentie in PCB-ontwerp te verslaan
• Methoden om het anti-interferentievermogen in PCB-ontwerp te versterken
• Discussie over stroom en aarde in elektromagnetische compatibiliteit van PCB
• Full Feature PCB-productieservice van PCBCart - Meerdere opties met toegevoegde waarde
• Geavanceerde PCB-assemblageservice van PCBCart - Start vanaf 1 stuk