En el disseny del sistema electrònic, per tal d'evitar desviaments i estalviar temps, s'han de tenir en compte i complir plenament els requisits anti-interferències per evitar mesures correctives per a anti-interferències un cop finalitzat el disseny. Hi ha tres elements bàsics per formar interferències:
(1) La font d'interferència fa referència al component, equip o senyal que genera interferències. Es descriu en llenguatge matemàtic de la següent manera: du/dt, on di/dt és gran, és la font d'interferència. Per exemple, el llamp, el relé, el rectificador controlat amb silici, el motor, el rellotge d'alta freqüència, etc. poden convertir-se en fonts d'interferència.
(2) El camí de propagació es refereix al camí o mitjà a través del qual la interferència es propaga des de la font d'interferència al dispositiu sensible. El camí típic de propagació de la interferència es fa a través de cables i s'irradia des de l'espai.
(3) Els dispositius sensibles es refereixen a objectes amb els quals és fàcil interferir. Com ara: convertidor A/D, D/A, microcontrolador, IC digital, amplificador de senyal feble, etc. El principi bàsic del disseny anti-interferència és restringir la font d'interferències, tallar el camí de propagació d'interferències i millorar l'anti-interferència. rendiment del dispositiu sensible.
1 Suprimir les fonts d'interferència
Suprimir les fonts d'interferència és reduir al màxim du/dt, di/dt de les fonts d'interferència. Aquest és el principi més prioritari i més important en el disseny anti-interferència, que sovint pot aconseguir el doble del resultat amb la meitat de l'esforç. El du/dt de la font d'interferència es redueix principalment posant en paral·lel els condensadors als dos extrems de la font d'interferència. El di/dt de la font d'interferència es redueix afegint inductància o resistència en sèrie i díode de roda lliure al circuit de la font d'interferència.
Les mesures habituals per suprimir les fonts d'interferència són les següents:
(1) La bobina del relé s'afegeix amb un díode de roda lliure per eliminar la interferència EMF posterior generada quan es desconnecta la bobina. Només afegir un díode de roda lliure retardarà el temps de desconnexió del relé i el relé pot actuar més vegades en una unitat de temps després d'afegir un díode estabilitzador de tensió.
(2) Connecteu el circuit de supressió d'espurnes als dos extrems del contacte del relé en paral·lel (generalment circuit en sèrie RC, amb una resistència de K a desenes de K i una capacitat de 0.01uF) per reduir l'impacte de l'electricitat. espurna.
(3) Afegiu un circuit de filtre al motor i presteu atenció als cables del condensador i de l'inductor han de ser el més curts possible.
(4) Cada IC de la placa de circuit s'ha de connectar a 0.01 en paral·lel μ F{-0.1 μ F condensador d'alta freqüència per reduir la influència de l'IC a la font d'alimentació. Preste atenció al cablejat del condensador d'alta freqüència. El cablejat ha d'estar a prop del terminal d'alimentació i el més curt possible. En cas contrari, augmentarà la resistència sèrie equivalent del condensador, cosa que afectarà l'efecte de filtratge.
(5) Eviteu la polilínia de 90 graus durant el cablejat per reduir l'emissió de soroll d'alta freqüència.
(6) El circuit de supressió RC està connectat als dos extrems del tiristor en paral·lel per reduir el soroll generat pel tiristor (quan el soroll és greu, el tiristor es pot trencar).
Segons el camí de propagació de la interferència, es pot dividir en interferències conduïdes i interferències radiades.
L'anomenada interferència conduïda fa referència a la interferència transmesa al dispositiu sensible a través del cable. La banda de freqüència del soroll d'interferència d'alta freqüència és diferent de la del senyal útil. La transmissió del soroll d'interferència d'alta freqüència es pot tallar afegint un filtre al cable. De vegades, es poden afegir optoacobladors d'aïllament per resoldre aquest problema. El soroll de la font d'alimentació és el més nociu, per la qual cosa s'ha de prestar especial atenció a la manipulació. L'anomenada interferència de radiació fa referència a la interferència transmesa a dispositius sensibles a través de la radiació espacial. La solució general és augmentar la distància entre la font d'interferència i el dispositiu sensible, aïllar-los amb un cable de terra i afegir un blindatge al dispositiu sensible.
2 Les mesures habituals per tallar el camí de propagació de la interferència són les següents:
(1) Tingueu en compte plenament la influència de l'alimentació en la MCU. Si la font d'alimentació està ben feta, l'anti-interferència de tot el circuit es resoldrà més de la meitat. Molts microordinadors d'un sol xip són molt sensibles al soroll de la font d'alimentació. Per reduir la interferència del soroll de la font d'alimentació en un sol xip, s'han d'afegir circuits de filtre o reguladors de tensió a la font d'alimentació dels microordinadors d'un sol xip. Per exemple, es poden utilitzar perles magnètiques i condensadors per formar un circuit de filtre en forma de π. Per descomptat, les resistències de 100 Ω també es poden utilitzar per substituir les perles magnètiques quan les condicions no són exigents.
(2) Si el port d'E/S del microordinador únic xip s'utilitza per controlar dispositius de soroll com ara motors, s'ha d'aïllar entre el port d'E/S i la font de soroll (s'ha d'afegir un circuit de filtratge π). Per controlar dispositius de soroll com el motor, s'ha d'aïllar entre el port d'E/S i la font de soroll (s'ha d'afegir un circuit de filtratge π).
(3) Preste atenció al cablejat de l'oscil·lador de cristall. L'oscil·lador de cristall ha d'estar el més a prop possible del pin del microcontrolador i l'àrea del rellotge ha d'estar aïllada pel cable de terra. La carcassa de l'oscil·lador de cristall ha d'estar connectada a terra i fixada. Aquesta mesura pot resoldre molts problemes difícils.
(4) La placa de circuit s'ha de dividir raonablement, com ara senyals forts i febles, senyals digitals i analògics. Intenteu mantenir les fonts d'interferència (com ara motors i relés) allunyades dels elements sensibles (com ara SCM).
(5) L'àrea digital s'ha d'aïllar de l'àrea analògica amb un cable de terra. La terra digital s'ha de separar de la terra analògica i, finalment, es connectarà a la terra de la font d'alimentació en un punt. El cablejat dels xips A/D i D/A també es basa en aquest principi. El fabricant ha tingut en compte aquest requisit a l'hora d'assignar la disposició de pins dels xips A/D i D/A.
(6) El cable de terra del microordinador d'un sol xip i el dispositiu d'alta potència s'ha de connectar a terra per separat per reduir la interferència mútua. Els dispositius d'alta potència s'han de col·locar a la vora de la placa de circuits tant com sigui possible.
(7) Els components anti-interferències com ara perles magnètiques, anells magnètics, filtres d'alimentació i cobertes de protecció s'utilitzen als ports d'E/S, línies elèctriques, línies de connexió de plaques de circuit i altres àrees clau del microcontrolador, que poden millorar significativament l'anti- rendiment d'interferències del circuit.
3. Millorar el rendiment anti-interferències dels dispositius sensibles
Millorar el rendiment anti-interferència dels dispositius sensibles es refereix al mètode per minimitzar la captació de sorolls d'interferència i recuperar-se d'un estat anormal tan aviat com sigui possible dels dispositius sensibles.
Les mesures habituals per millorar el rendiment anti-interferències dels dispositius sensibles són les següents:
(1) Durant el cablejat, l'àrea del bucle s'ha de reduir al mínim per reduir el soroll induït.
(2) Quan es connecta, la línia elèctrica i el cable de terra han de ser tan gruixuts com sigui possible. A més de reduir la caiguda de tensió, és més important reduir el soroll d'acoblament.
(3) Per al port d'E/S inactiu del microcontrolador, no pengeu a l'aire, sinó que poseu a terra o connecteu-vos a la font d'alimentació. Els terminals inactius d'altres circuits integrats estan connectats a terra o connectats a la font d'alimentació sense canviar la lògica del sistema.
(4) L'ús de circuits de control i control de la font d'alimentació per a SCM, com ara IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, pot millorar molt el rendiment anti-interferències de tot el circuit.
(5) Partint de la premissa que la velocitat pot complir els requisits, l'oscil·lador de cristall del microordinador d'un sol xip s'ha de reduir al màxim i s'ha de seleccionar el circuit digital de baixa velocitat.
(6) Els dispositius IC s'han de soldar directament a la placa de circuits tant com sigui possible i els endolls IC s'han d'utilitzar menys.
Per aconseguir una bona anti-interferència, sovint veiem el mode de cablejat de la divisió de terra a la PCB. Tanmateix, no tots els circuits digitals i analògics han d'estar segmentats en el pla de terra. Perquè aquesta segmentació és per reduir la interferència del soroll.
