Dalam reka bentuk sistem elektronik, untuk mengelakkan lencongan dan menjimatkan masa, keperluan anti-gangguan hendaklah dipertimbangkan sepenuhnya dan dipenuhi untuk mengelakkan langkah-langkah pembaikan untuk anti-gangguan selepas reka bentuk selesai. Terdapat tiga elemen asas untuk membentuk gangguan:
(1) Sumber gangguan merujuk kepada komponen, peralatan atau isyarat yang menghasilkan gangguan. Ia diterangkan dalam bahasa matematik seperti berikut: du/dt, di mana di/dt besar, ialah sumber gangguan. Contohnya, kilat, geganti, penerus terkawal silikon, motor, jam frekuensi tinggi, dsb. boleh menjadi sumber gangguan.
(2) Laluan perambatan merujuk kepada laluan atau medium yang melaluinya gangguan merambat dari sumber gangguan ke peranti sensitif. Laluan perambatan gangguan biasa dijalankan melalui wayar dan dipancarkan dari angkasa.
(3) Peranti sensitif merujuk kepada objek yang mudah diganggu. Seperti: A/D, penukar D/A, mikropengawal, IC digital, penguat isyarat lemah, dsb. Prinsip asas reka bentuk anti-gangguan adalah untuk menahan sumber gangguan, memotong laluan perambatan gangguan dan meningkatkan anti-gangguan. prestasi peranti sensitif.
1 Sekat sumber gangguan
Menekan sumber gangguan adalah untuk mengurangkan du/dt, di/dt sumber gangguan sebanyak mungkin. Ini adalah prinsip yang paling keutamaan dan paling penting dalam reka bentuk anti-gangguan, yang selalunya boleh mencapai dua kali ganda hasil dengan separuh usaha. Du/dt punca gangguan dikurangkan terutamanya oleh kapasitor selari pada kedua-dua hujung punca gangguan. Di/dt punca gangguan dikurangkan dengan menambah kearuhan atau rintangan secara bersiri dan diod roda bebas dalam litar punca gangguan.
Langkah-langkah biasa untuk menyekat sumber gangguan adalah seperti berikut:
(1) Gegelung geganti ditambah dengan diod roda bebas untuk menghapuskan gangguan EMF belakang yang dijana apabila gegelung diputuskan. Hanya menambah diod freewheeling akan melambatkan masa putus sambungan geganti, dan geganti boleh bertindak lebih banyak kali dalam satu unit masa selepas menambah diod penstabil voltan.
(2) Sambungkan litar penindasan percikan pada kedua-dua hujung sesentuh geganti secara selari (biasanya litar siri RC, dengan rintangan K hingga puluhan K dan kemuatan 0.01uF) untuk mengurangkan kesan elektrik percikan api.
(3) Tambah litar penapis pada motor, dan perhatikan kapasitor dan petunjuk induktor hendaklah sesingkat mungkin.
(4) Setiap IC pada papan litar hendaklah disambungkan kepada 0.01 selari μ F-0.1 μ F Kapasitor frekuensi tinggi untuk mengurangkan pengaruh IC pada bekalan kuasa. Beri perhatian kepada pendawaian kapasitor frekuensi tinggi. Pendawaian hendaklah dekat dengan terminal kuasa dan sesingkat mungkin. Jika tidak, rintangan siri setara kapasitor akan meningkat, yang akan menjejaskan kesan penapisan.
(5) Elakkan polyline 90 darjah semasa pendawaian untuk mengurangkan pelepasan hingar frekuensi tinggi.
(6) Litar penindasan RC disambungkan pada kedua-dua hujung thyristor secara selari untuk mengurangkan hingar yang dijana oleh thyristor (apabila hingar serius, thyristor mungkin rosak).
Mengikut laluan perambatan gangguan, ia boleh dibahagikan kepada gangguan dijalankan dan gangguan terpancar.
Apa yang dipanggil gangguan yang dijalankan merujuk kepada gangguan yang dihantar ke peranti sensitif melalui wayar. Jalur frekuensi bunyi gangguan frekuensi tinggi adalah berbeza daripada jalur isyarat berguna. Penghantaran bunyi gangguan frekuensi tinggi boleh diputuskan dengan menambah penapis pada wayar. Kadangkala, optocoupler pengasingan boleh ditambah untuk menyelesaikan masalah ini. Bunyi bekalan kuasa adalah yang paling berbahaya, jadi perhatian khusus harus diberikan kepada pengendalian. Apa yang dipanggil gangguan sinaran merujuk kepada gangguan yang dihantar kepada peranti sensitif melalui sinaran angkasa. Penyelesaian umum adalah untuk meningkatkan jarak antara sumber gangguan dan peranti sensitif, mengasingkannya dengan wayar tanah dan menambah perisai pada peranti sensitif.
2 Langkah biasa untuk memotong laluan perambatan gangguan adalah seperti berikut:
(1) Pertimbangkan sepenuhnya pengaruh bekalan kuasa pada MCU. Jika bekalan kuasa dilakukan dengan baik, anti-gangguan keseluruhan litar akan lebih separuh diselesaikan. Banyak mikrokomputer cip tunggal sangat sensitif kepada bunyi bekalan kuasa. Untuk mengurangkan gangguan bunyi bekalan kuasa pada satu cip, litar penapis atau pengawal selia voltan hendaklah ditambah kepada bekalan kuasa mikrokomputer cip tunggal. Sebagai contoh, manik magnet dan kapasitor boleh digunakan untuk membentuk litar penapis berbentuk π. Sudah tentu, perintang 100 Ω juga boleh digunakan untuk menggantikan manik magnet apabila keadaan tidak menuntut.
(2) Jika port I/O mikrokomputer cip tunggal digunakan untuk mengawal peranti hingar seperti motor, pengasingan hendaklah ditambah antara port I/O dan punca hingar (litar penapisan π hendaklah ditambah). Untuk mengawal peranti hingar seperti motor, pengasingan hendaklah ditambah antara port I/O dan punca hingar (litar penapisan π hendaklah ditambah).
(3) Beri perhatian kepada pendawaian pengayun kristal. Pengayun kristal hendaklah sedekat mungkin dengan pin mikropengawal, dan kawasan jam hendaklah diasingkan oleh wayar tanah. Cangkerang pengayun kristal hendaklah dibumikan dan tetap. Langkah ini boleh menyelesaikan banyak masalah yang sukar.
(4) Papan litar hendaklah dipisahkan dengan munasabah, seperti isyarat kuat dan lemah, isyarat digital dan analog. Cuba jauhkan sumber gangguan (seperti motor dan geganti) daripada unsur sensitif (seperti SCM).
(5) Kawasan digital hendaklah diasingkan daripada kawasan analog dengan wayar pembumian. Pembumian digital hendaklah dipisahkan daripada pembumian analog, dan akhirnya disambungkan ke pembumian bekalan kuasa pada satu titik. Pendawaian cip A/D dan D/A juga berdasarkan prinsip ini. Pengilang telah mempertimbangkan keperluan ini apabila memperuntukkan susunan pin cip A/D dan D/A.
(6) Wayar pembumian mikrokomputer cip tunggal dan peranti berkuasa tinggi hendaklah dibumikan secara berasingan untuk mengurangkan gangguan bersama. Peranti kuasa tinggi hendaklah diletakkan di tepi papan litar sejauh mungkin.
(7) Komponen anti gangguan seperti manik magnet, gelang magnet, penapis kuasa dan penutup pelindung digunakan dalam port I/O, talian kuasa, talian penyambung papan litar dan kawasan utama mikropengawal lain, yang boleh meningkatkan dengan ketara anti- prestasi gangguan litar.
3. Meningkatkan prestasi anti-gangguan peranti sensitif
Meningkatkan prestasi anti-gangguan peranti sensitif merujuk kepada kaedah meminimumkan pikap hingar gangguan dan pulih daripada keadaan tidak normal secepat mungkin daripada peranti sensitif.
Langkah biasa untuk meningkatkan prestasi anti-gangguan peranti sensitif adalah seperti berikut:
(1) Semasa pendawaian, kawasan gelung hendaklah diminimumkan untuk mengurangkan hingar teraruh.
(2) Apabila pendawaian, talian kuasa dan wayar tanah hendaklah setebal mungkin. Di samping mengurangkan penurunan voltan, adalah lebih penting untuk mengurangkan bunyi gandingan.
(3) Untuk port I/O terbiar mikropengawal, jangan gantung di udara, tetapi tanah atau sambungkan ke bekalan kuasa. Terminal terbiar IC lain dibumikan atau disambungkan kepada bekalan kuasa tanpa mengubah logik sistem.
(4) Penggunaan pemantauan bekalan kuasa dan litar pengawas untuk SCM, seperti IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, boleh meningkatkan prestasi anti-gangguan keseluruhan litar.
(5) Atas premis bahawa kelajuan boleh memenuhi keperluan, pengayun kristal mikrokomputer cip tunggal hendaklah dikurangkan sejauh mungkin dan litar digital berkelajuan rendah hendaklah dipilih.
(6) Peranti IC hendaklah dikimpal terus ke papan litar sebanyak mungkin, dan soket IC hendaklah digunakan kurang.
Untuk mencapai anti-gangguan yang baik, kita sering melihat mod pendawaian pembahagian tanah pada PCB. Walau bagaimanapun, tidak semua litar digital dan analog mesti dibahagikan satah tanah. Kerana segmentasi ini adalah untuk mengurangkan gangguan bunyi.
