Sähköistä järjestelmää suunniteltaessa kiertoteiden välttämiseksi ja ajan säästämiseksi häiriöntorjuntavaatimukset on otettava täysin huomioon ja täytettävä, jotta vältytään korjaavilta toimenpiteiltä häiriön torjumiseksi suunnittelun valmistumisen jälkeen. Häiriön muodostamiseen on kolme peruselementtiä:
(1) Häiriölähde viittaa komponenttiin, laitteeseen tai signaaliin, joka tuottaa häiriöitä. Se kuvataan matemaattisella kielellä seuraavasti: du/dt, jossa di/dt on suuri, on häiriölähde. Esimerkiksi salama, rele, piiohjattu tasasuuntaaja, moottori, suurtaajuuskello jne. voivat muodostua häiriölähteiksi.
(2) Etenemisreitillä tarkoitetaan polkua tai välinettä, jonka kautta häiriöt etenevät häiriölähteestä herkkään laitteeseen. Tyypillinen häiriön etenemisreitti johdetaan johtojen kautta ja säteilee avaruudesta.
(3) Herkät laitteet viittaavat esineisiin, joihin on helppo puuttua. Kuten: A/D, D/A-muunnin, mikro-ohjain, digitaalinen IC, heikko signaalivahvistin jne. Häiriönestosuunnittelun perusperiaate on hillitä häiriölähdettä, katkaista häiriön etenemisreitti ja parantaa häiriöntorjuntaa herkän laitteen suorituskykyä.
1 Vaimenna häiriölähteet
Häiriölähteiden vaimennus on vähentää häiriölähteiden du/dt, di/dt niin paljon kuin mahdollista. Tämä on tärkein ja tärkein periaate häiriönestosuunnittelussa, jolla voidaan usein saavuttaa kaksinkertainen tulos puolella vaivalla. Häiriölähteen du/dt pienennetään pääasiassa kytkemällä kondensaattoreita rinnakkain häiriölähteen molemmissa päissä. Häiriölähteen di/dt:tä vähennetään lisäämällä sarjaan induktanssi tai resistanssi ja häiriölähdepiiriin vapaakiertodiodi.
Yleiset toimenpiteet häiriölähteiden vaimentamiseksi ovat seuraavat:
(1) Relekelaan on lisätty vapaakäyntidiodi, joka eliminoi EMF-takaisin häiriön, joka syntyy, kun kela irrotetaan. Vain vapaakäyntidiodin lisääminen hidastaa releen katkaisuaikaa ja rele voi toimia useamminkin yksikköajassa jännitteen stabilointidiodin lisäämisen jälkeen.
(2) Kytke kipinänvaimennuspiiri relekoskettimen molempiin päihin rinnan (yleensä RC-sarjan piiri, jonka resistanssi on K - kymmeniä K ja kapasitanssi 0.01uF) vähentääksesi sähköiskua. kipinä.
(3) Lisää suodatinpiiri moottoriin ja kiinnitä huomiota siihen, että kondensaattorin ja kelan johtojen tulee olla mahdollisimman lyhyitä.
(4) Jokainen piirilevyn IC on kytkettävä liittimeen 0.01 rinnakkain μ F-0.1 μ F suurtaajuuskondensaattori, jotta vähennetään IC:n vaikutusta tehonsyöttöön. Kiinnitä huomiota korkeataajuisen kondensaattorin johdotukseen. Johdon tulee olla lähellä virtaliitintä ja mahdollisimman lyhyt. Muuten kondensaattorin vastaava sarjavastus kasvaa, mikä vaikuttaa suodatusvaikutukseen.
(5) Vältä 90 asteen kulmaa johdotuksen aikana vähentääksesi suurtaajuista melua.
(6) RC-vaimennuspiiri on kytketty tyristorin molempiin päihin rinnakkain tyristorin tuottaman melun vähentämiseksi (kun melu on vakavaa, tyristori saattaa rikkoutua).
Häiriön etenemispolun mukaan se voidaan jakaa johtuviin häiriöihin ja säteilyhäiriöihin.
Ns. johtuneella häiriöllä tarkoitetaan häiriötä, joka välittyy herkälle laitteelle johdon kautta. Korkeataajuisen häiriökohinan taajuuskaista on erilainen kuin hyödyllisen signaalin. Korkeataajuisen häiriökohinan lähetys voidaan katkaista lisäämällä suodatin johtimeen. Joskus tämän ongelman ratkaisemiseksi voidaan lisätä eristäviä optoerottimia. Virtalähteen melu on haitallisinta, joten käsittelyyn tulee kiinnittää erityistä huomiota. Ns. säteilyhäiriöllä tarkoitetaan avaruussäteilyn kautta herkkiin laitteisiin välittyvää häiriötä. Yleinen ratkaisu on lisätä häiriölähteen ja herkän laitteen välistä etäisyyttä, eristää ne maadoitusjohdolla ja lisätä herkälle laitteelle suoja.
2 Yleiset toimenpiteet häiriön etenemispolun katkaisemiseksi ovat seuraavat:
(1) Harkitse täysin virtalähteen vaikutusta MCU:hun. Jos virtalähde on hyvin tehty, koko piirin häiriönesto on yli puolet ratkaistu. Monet yksisiruiset mikrotietokoneet ovat erittäin herkkiä virtalähteen kohinalle. Yhden sirun virtalähteen kohinan häiriöiden vähentämiseksi yksisiruisten mikrotietokoneiden virtalähteeseen tulisi lisätä suodatinpiirejä tai jännitteensäätimiä. Esimerkiksi magneettihelmiä ja kondensaattoreita voidaan käyttää muodostamaan π:n muotoinen suodatinpiiri. Tietysti 100 Ω vastuksia voidaan käyttää myös magneettihelmien korvaamiseen, kun olosuhteet eivät ole vaativat.
(2) Jos yksisiruisen mikrotietokoneen I/O-porttia käytetään kohinalaitteiden, kuten moottoreiden, ohjaamiseen, I/O-portin ja kohinalähteen väliin on lisättävä eristys (π-suodatuspiiri on lisättävä). Melulaitteiden, kuten moottorin, ohjaamiseksi I/O-portin ja kohinalähteen väliin on lisättävä eristys (π-suodatuspiiri on lisättävä).
(3) Kiinnitä huomiota kideoskillaattorin johdotukseen. Kideoskillaattorin tulee olla mahdollisimman lähellä mikro-ohjaimen nastaa ja kelloalueen tulee olla eristetty maadoitusjohdolla. Kideoskillaattorin vaippa on maadoitettu ja kiinnitettävä. Tämä toimenpide voi ratkaista monia vaikeita ongelmia.
(4) Piirilevyn tulee olla kohtuullisesti osioitu, kuten vahvat ja heikot signaalit, digitaaliset ja analogiset signaalit. Yritä pitää häiriölähteet (kuten moottorit ja releet) etäällä herkistä elementeistä (kuten SCM).
(5) Digitaalinen alue on eristettävä analogisesta alueesta maadoitusjohdolla. Digitaalinen maa on erotettava analogisesta maadosta ja lopuksi liitettävä virtalähteen maahan yhdessä pisteessä. Myös A/D- ja D/A-sirujen johdotus perustuu tähän periaatteeseen. Valmistaja on ottanut tämän vaatimuksen huomioon määrittäessään A/D- ja D/A-sirujen nastajärjestelyä.
(6) Yksisiruisen mikrotietokoneen ja suuritehoisen laitteen maadoitusjohto on maadoitettava erikseen keskinäisten häiriöiden vähentämiseksi. Suuritehoiset laitteet tulee sijoittaa piirilevyn reunalle mahdollisimman pitkälle.
(7) Mikro-ohjaimen I/O-porteissa, voimalinjoissa, piirilevyn liitäntälinjoissa ja muilla keskeisillä alueilla käytetään häiriönestokomponentteja, kuten magneettihelmiä, magneettirenkaita, tehosuodattimia ja suojakuoria, mikä voi parantaa merkittävästi anti- piirin häiriöteho.
3. Paranna herkkien laitteiden häiriönestokykyä
Herkkien laitteiden häiriöntorjuntasuorituskyvyn parantaminen tarkoittaa menetelmää, jolla minimoidaan häiriökohinan poimiminen ja toipuminen epänormaalista tilasta mahdollisimman pian herkistä laitteista.
Yleisiä toimenpiteitä herkkien laitteiden häiriönsuojan parantamiseksi ovat seuraavat:
(1) Johdotuksen aikana silmukan pinta-ala on minimoitava aiheutuvan melun vähentämiseksi.
(2) Johdottaessa virtajohdon ja maadoitusjohdon tulee olla mahdollisimman paksua. Jännitehäviön vähentämisen lisäksi on tärkeämpää vähentää kytkentäkohinaa.
(3) Mikro-ohjaimen vapaan I/O-portin kohdalla ei saa roikkua ilmassa, vaan maadoittaa tai kytkeä virtalähteeseen. Muiden IC:iden tyhjäkäynnillä olevat liittimet on maadoitettu tai kytketty virtalähteeseen muuttamatta järjestelmän logiikkaa.
(4) Virtalähteen valvonta- ja vahtikoirapiirien käyttö SCM:lle, kuten IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, voi parantaa huomattavasti koko piirin häiriönestokykyä.
(5) Olettaen, että nopeus voi täyttää vaatimukset, yksisiruisen mikrotietokoneen kideoskillaattoria on vähennettävä mahdollisimman paljon ja valitaan pieninopeuksinen digitaalipiiri.
(6) IC-laitteet on hitsattava mahdollisimman paljon suoraan piirilevyyn ja IC-liittimiä tulee käyttää vähemmän.
Hyvän häiriöneston saavuttamiseksi näemme usein piirilevyn maadoituksen kytkentätilan. Kaikkia digitaalisia ja analogisia piirejä ei kuitenkaan tarvitse segmentoida maatasoon. Koska tämä segmentointi vähentää häiriöitä.
