如何提高抗干扰能力和电磁兼容性?看完文章秒懂!
cathy -- 周三, 12/02/2020 - 16:58在研制带处理器的电子产品时,如何提高抗干扰能力和电磁兼容性?以下将是针对个人多年相关工作经验的总结:抗电磁干扰的注意事项,增加系统的抗电磁干扰能力采取的措施,降低噪声与电磁干扰的一些经验。
1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰:
(1)微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。
在研制带处理器的电子产品时,如何提高抗干扰能力和电磁兼容性?以下将是针对个人多年相关工作经验的总结:抗电磁干扰的注意事项,增加系统的抗电磁干扰能力采取的措施,降低噪声与电磁干扰的一些经验。
1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰:
(1)微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。
印刷电路板的抗干扰设计原则
可用串个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。
尽量让时钟信号电路周围的电势趋近于 0,用地线将时钟区圈起来,时钟线要尽量短。
I/O 驱动电路尽量靠近印制板边。
闲置不用的门电路输出端不要悬空,闲置不用的运放正输入端要接地,负输入端接输出端。
尽量用 45°折线而不用 90°折线, 布线以减小高频信号对外的发射与耦合。
时钟线垂直于I/O 线比平行于I/O 线干扰小。
元件的引脚要尽量短。
石英晶振下面和对噪声特别敏感的元件下面不要走线。
弱信号电路、低频电路周围地线不要形成电流环路。
需要时,线路中加铁氧体高频扼流圈,分离信号、噪声、电源、地。
一、 电源线布置
根据电流大小,尽量调宽导线布线。
电源线、地线的走向应与资料的传递方向一致。
在印制板的电源输入端应接上 10~100μF 的去耦电容。
二、地线布置
数字地与模拟地分开。
接地线应尽量加粗,致少能通过 3 倍于印制板上的允许电流,一般应达 2~3mm。
接地线应尽量构成死循环回路,这样可以减少地线电位差。
三、去耦电容配置
印制板电源输入端跨接 10~100μF 的电解电容,若能大于 100μF 则更好。
每个集成芯片的 Vcc 和 GND 之间跨接一个 0.01~0.1μF 的陶瓷电容。如空间不允许,可为每 4~10 个芯片配置一个 1~10μF 的钽电容。
对抗噪能力弱,关断电流变化大的器件,以及 ROM、RAM,应在 Vcc 和 GND 间接去耦电容。
作者:青春
印刷电路板的抗干扰设计原则
1、可用串个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。
2、 尽量让时钟信号电路周围的电势趋近于 0,用地线将时钟区圈起来,时钟线要尽量短。
3、 I/O 驱动电路尽量靠近印制板边。
4、闲置不用的门电路输出端不要悬空,闲置不用的运放正输入端要接地,负输入端接输出端。
5、尽量用 45°折线而不用 90°折线, 布线以减小高频信号对外的发射与耦合。
6、时钟线垂直于I/O 线比平行于I/O 线干扰小。
7、元件的引脚要尽量短。
8、石英晶振下面和对噪声特别敏感的元件下面不要走线。
9、弱信号电路、低频电路周围地线不要形成电流环路。
10、需要时,线路中加铁氧体高频扼流圈,分离信号、噪声、电源、地。
印制板上的一个过孔大约引起 0.6pF 的电容;一个集成电路本身的封装材料引起 2pF~10pF 的分布电容;一个线路板上的接插件,有 520μH 的分布电感;一个双列直插的 24 引脚集成电路插座,引入 4μH~18μH 的分布电感。
01、 电源线布置
1、根据电流大小,尽量调宽导线布线。
2、电源线、地线的走向应与资料的传递方向一致。
3、在印制板的电源输入端应接上 10~100μF 的去耦电容。
02、地线布置
1、数字地与模拟地分开。
2、接地线应尽量加粗,致少能通过 3 倍于印制板上的允许电流,一般应达 2~3mm。
3、接地线应尽量构成死循环回路,这样可以减少地线电位差。
03、去耦电容配置
1、印制板电源输入端跨接 10~100μF 的电解电容,若能大于 100μF 则更好。
2、每个集成芯片的 Vcc 和 GND 之间跨接一个 0.01~0.1μF 的陶瓷电容。如空间不允许,可为每 4~10 个芯片配置一个 1~10μF 的钽电容。
3、对抗噪能力弱,关断电流变化大的器件,以及 ROM、RAM,应在 Vcc 和 GND 间接去耦电容。
4、在单片机复位端“RESET”上配以 0.01μF 的去耦电容。
5、去耦电容的引线不能太长,尤其是高频旁路电容不能带引线。
在工业控制、智能仪表中都普遍采用了单片机,单片机抗干扰措施提到重要议事日程上来。单片机抗干扰措施不解决,其它工作也是白费劲。要解决单片机干扰问题,必须先找出干扰源,然后采用单片机软硬件技术来解决。
干扰源:主要来自外部电源、内部电源,印制板排版走线互相干扰,周围电磁场干扰,外部干扰一般通过IO口输入等。为叙述方便,我们分硬件、软件抗干扰措施来讲:
在提高硬件系统抗干扰能力的同时,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例,对微机系统软件抗干扰方法进行研究。
1 软件抗干扰方法的研究
在PCB(印制电路板)中,印制导线用来实现电路元件和器件之间电气连接,是PCB中的重要组件,PCB导线多为铜线,铜自身的物理特性也导致其在导电过程中必然存在一定的阻抗,导线中的电感成分会影响电压信号的传输,而电阻成分则会影响电流信号的传输,在高频线路中电感的影响尤为严重,因此,在PCB设计中必须注意和消除印制导线阻抗所带来的影响。