Prilikom projektovanja elektronskog sistema, kako bi se izbegla zaobilaženja i uštedilo vreme, moraju se u potpunosti razmotriti i ispuniti zahtevi protiv smetnji kako bi se izbegle mere za sprečavanje smetnji nakon završetka projekta. Postoje tri osnovna elementa za formiranje smetnji:
(1) Izvor smetnji odnosi se na komponentu, opremu ili signal koji stvara smetnje. Matematičkim jezikom se opisuje na sljedeći način: du/dt, gdje je di/dt velik, je izvor smetnji. Na primjer, munja, relej, silikonski kontrolirani ispravljač, motor, visokofrekventni sat, itd. mogu postati izvori smetnji.
(2) Put prostiranja odnosi se na put ili medij kroz koji se smetnje širi od izvora smetnje do osjetljivog uređaja. Tipična putanja širenja smetnji se provodi kroz žice i zrači iz svemira.
(3) Osetljivi uređaji se odnose na objekte na koje je lako ometati. Kao što su: A/D, D/A pretvarač, mikrokontroler, digitalna IC, pojačalo slabog signala, itd. Osnovni princip dizajna protiv smetnji je da se ograniči izvor smetnji, prekine put širenja smetnji i poboljša zaštita od smetnji. performanse osjetljivog uređaja.
1 Uklonite izvore smetnji
Suzbijanje izvora smetnji je smanjenje du/dt, di/dt izvora smetnji što je više moguće. Ovo je najvažniji i najvažniji princip u dizajnu protiv smetnji, koji često može postići dvostruko veći rezultat uz upola manje truda. Du/dt izvora smetnji se uglavnom smanjuje paralelnim kondenzatorima na oba kraja izvora smetnji. Di/dt izvora smetnji se smanjuje dodavanjem induktivnosti ili otpora u seriji i diode slobodnog hoda u krug izvora smetnji.
Uobičajene mjere za suzbijanje izvora smetnji su sljedeće:
(1) Zavojnici releja dodata je dioda slobodnog hoda kako bi se eliminisale povratne EMF smetnje nastale kada je zavojnica isključena. Samo dodavanje diode slobodnog hoda odgodit će vrijeme isključenja releja, a relej može djelovati više puta u jedinici vremena nakon dodavanja diode za stabilizaciju napona.
(2) Povežite kolo za suzbijanje iskri na oba kraja kontakta releja paralelno (uglavnom RC serijski krug, sa otporom od K do desetina K i kapacitivnošću od 0.01uF) kako biste smanjili utjecaj električne energije iskra.
(3) Dodajte filtarski krug na motor i obratite pažnju da kondenzator i vodovi induktora trebaju biti što kraći.
(4) Svaki IC na ploči će biti povezan na 0.01 paralelno μ F-0.1 μ F Kondenzator visoke frekvencije kako bi se smanjio utjecaj IC-a na napajanje. Obratite pažnju na ožičenje visokofrekventnog kondenzatora. Ožičenje treba biti blizu priključka za napajanje i što je moguće kraće. U suprotnom će se povećati ekvivalentni serijski otpor kondenzatora, što će uticati na efekat filtriranja.
(5) Izbjegavajte poliliniju od 90 stepeni tokom ožičenja kako biste smanjili emisiju visokofrekventne buke.
(6) RC kolo za suzbijanje je spojeno na oba kraja tiristora paralelno kako bi se smanjio šum koji stvara tiristor (kada je šum ozbiljan, tiristor se može pokvariti).
Prema putu širenja smetnje, može se podijeliti na provodne smetnje i zračene smetnje.
Takozvana dirigovana smetnja se odnosi na smetnje koje se prenose na osjetljivi uređaj preko žice. Frekvencijski opseg visokofrekventnog interferentnog šuma razlikuje se od opsega korisnog signala. Prenos visokofrekventne smetnje može se prekinuti dodavanjem filtera na žicu. Ponekad se za rješavanje ovog problema mogu dodati izolacijski optokapleri. Najštetnija je buka iz napajanja, pa je potrebno obratiti posebnu pažnju na rukovanje. Takozvana radijacijska interferencija odnosi se na smetnje koje se prenose na osjetljive uređaje putem svemirskog zračenja. Općenito rješenje je povećati udaljenost između izvora smetnji i osjetljivog uređaja, izolirati ih žicom za uzemljenje i dodati štit na osjetljivi uređaj.
2 Uobičajene mjere za prekid putanje širenja smetnji su sljedeće:
(1) U potpunosti razmotrite uticaj napajanja na MCU. Ako je napajanje dobro izvedeno, zaštita od smetnji cijelog kola bit će više od pola riješena. Mnogi mikroračunari s jednim čipom su vrlo osjetljivi na šum napajanja. Da bi se smanjila interferencija buke napajanja na jednom čipu, potrebno je dodati krugove filtera ili regulatore napona u napajanje mikroračunara sa jednim čipom. Na primjer, magnetne perle i kondenzatori mogu se koristiti za formiranje filterskog kruga u obliku π. Naravno, otpornici od 100 Ω mogu se koristiti i za zamjenu magnetnih perli kada uslovi nisu zahtjevni.
(2) Ako se I/O port mikroračunara sa jednim čipom koristi za kontrolu uređaja za buku kao što su motori, treba dodati izolaciju između I/O porta i izvora buke (dodati će se krug za filtriranje π). Za kontrolu uređaja za buku kao što je motor, treba dodati izolaciju između I/O porta i izvora buke (treba dodati π kolo za filtriranje).
(3) Obratite pažnju na ožičenje kristalnog oscilatora. Kristalni oscilator treba da bude što je moguće bliže pinu mikrokontrolera, a područje sata će biti izolirano žicom za uzemljenje. Oklop kristalnog oscilatora mora biti uzemljen i fiksiran. Ova mjera može riješiti mnoge teške probleme.
(4) Ploča mora biti razumno podijeljena, kao što su jaki i slabi signali, digitalni i analogni signali. Pokušajte da izvore smetnji (kao što su motori i releji) držite dalje od osjetljivih elemenata (kao što je SCM).
(5) Digitalno područje se izoluje od analognog žicom za uzemljenje. Digitalno uzemljenje će biti odvojeno od analognog uzemljenja i konačno povezano sa uzemljenjem napajanja u jednoj tački. Ožičenje A/D i D/A čipova je takođe zasnovano na ovom principu. Proizvođač je uzeo u obzir ovaj zahtjev kada je dodijelio raspored pinova A/D i D/A čipova.
(6) Žica za uzemljenje mikroračunara sa jednim čipom i uređaja velike snage mora biti odvojeno uzemljena kako bi se smanjile međusobne smetnje. Uređaji velike snage moraju biti postavljeni na ivicu pločice što je više moguće.
(7) Komponente protiv smetnji kao što su magnetne perle, magnetni prstenovi, filteri za napajanje i zaštitni poklopci koriste se u I/O portovima, električnim vodovima, vodovima za povezivanje ploča i drugim ključnim područjima mikrokontrolera, što može značajno poboljšati anti- performanse smetnji kola.
3. Poboljšajte performanse protiv smetnji osjetljivih uređaja
Poboljšanje performansi protiv smetnji osjetljivih uređaja odnosi se na metodu minimiziranja hvatanja interferentne buke i oporavka od abnormalnog stanja što je prije moguće od osjetljivih uređaja.
Uobičajene mjere za poboljšanje performansi osjetljivih uređaja protiv smetnji su sljedeće:
(1) Tokom ožičenja, površina petlje treba biti minimizirana kako bi se smanjila inducirana buka.
(2) Prilikom ožičenja, strujni vod i žica za uzemljenje trebaju biti što deblji. Osim smanjenja pada napona, važnije je smanjiti šum spojnice.
(3) Za neaktivni I/O port mikrokontrolera, nemojte visjeti u zraku, već uzemljite ili spojite na napajanje. Neaktivni terminali drugih IC-a su uzemljeni ili povezani na napajanje bez promjene sistemske logike.
(4) Upotreba kola za praćenje napajanja i nadzora za SCM, kao što su IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, može značajno poboljšati performanse protiv smetnji cijelog kola.
(5) Pod pretpostavkom da brzina može zadovoljiti zahtjeve, kristalni oscilator mikroračunara s jednim čipom će se smanjiti što je više moguće i odabrati digitalno kolo male brzine.
(6) IC uređaji moraju biti što je moguće više direktno zavareni na pločicu, a IC utičnice se koriste manje.
Da bismo postigli dobru zaštitu od smetnji, često vidimo način ožičenja podjele uzemljenja na PCB-u. Međutim, ne moraju sva digitalna i analogna kola biti segmentirana uzemljenoj ravni. Zato što ova segmentacija treba da smanji interferenciju buke.
