抗干扰是要因地制宜的,很难用一篇文章系统而完整地写完。如有遗漏或错误,欢迎各位批评指正。
文章目录
- 1. 抑制干扰源
- 1.1 屏蔽罩抑制干扰源
- 1.2 给电机加滤波电路
- 1.3 IC的电源接口并接电容
- 1.4 PCB走线避免90°
- 2. 切断干扰传播路径
- 2.1 信号电路要与电源电路或其他信号电路“隔离”
- 2.2 加屏蔽罩
- 2.3 高频信号线路的布线
- 2.4 电路板合理分区
- 2.5 GND合理分区
- 2.6 抗干扰元件
- 3. 提高敏感器件的抗干扰性能
- 4. 从软件方面提高系统稳健性
- 参考
1. 抑制干扰源
1.1 屏蔽罩抑制干扰源
电源模块、Wifi和蓝牙模块是PCB上常见的干扰源,为了避免这些模块干扰其他模块或干扰其他PCB,加个金属屏蔽罩比较好。具体为啥加、怎么加请参考 👉 PCB设计中的屏蔽罩设计
1.2 给电机加滤波电路
直流电机往往通过PWM控制,滤波电路可降低电流波纹。注意电容、电感引线要尽量短。
有关直流电机PWM控制与电流波纹的关系请参考 👉 使用PWM 控制有刷直流电机 - Portescap
1.3 IC的电源接口并接电容
PCB上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。
1.4 PCB走线避免90°
可用135°或大圆弧转弯,减少高频噪声发射。
有关PCB走线的更多细节请参考 👉 PCB布局布线经验总结
2. 切断干扰传播路径
2.1 信号电路要与电源电路或其他信号电路“隔离”
设备外壳如果与地线相连(良好接地),电路与设备外壳相连,理论上大地能帮电路吞掉一切工频干扰,尤其是在理想状态下多点接地,所有板子各过各的,相安无事。然而从前辈们的经验来看,“良好接地”很难在现实中实现,比如应用场合不允许,工人不注意,没有金属外壳等。
外壳不接地时,信号电路GND会通过金属机壳从电源电路和其他信号电路引入干扰,所以还不如不接。但是不接会带来新的问题:寄生电容导致的感应干扰以及静电积累引起的静电放电的风险。
通用方法是在所有信号电路的GND与外壳间连接一个1~100nF的安规电容(>2kV高压)和1MΩ的电阻,类似下图这样(图片来自知乎用户mimiww)。
GND与外壳之间的电容电阻具体作用可参考 👉 电路板的地直接与外壳地相连好不好?
2.2 加屏蔽罩
除了电源模块(PMU+DCDC+LDO)、通信模块以外,核心模块(CPU+DDR+Flash)也该加上金属屏蔽罩以防止从其他模块或其他PCB引入噪声。一个DIY时可以用的骚操作是用锡箔和铝箔作屏蔽罩。具体为啥加、怎么加请参考 👉 PCB设计中的屏蔽罩设计
2.3 高频信号线路的布线
晶振与单片机引脚尽量靠近,用GND把时钟区隔离起来(可参照 👉 3W和20H准则),晶振外壳接地并固定。高频模拟信号的处理方式与晶振类似。
2.4 电路板合理分区
电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。
2.5 GND合理分区
数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。
2.6 抗干扰元件
在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩。
3. 提高敏感器件的抗干扰性能
- 布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声
- 布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。
- 对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。
- 对单片机使用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。
- 在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。
- IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。
4. 从软件方面提高系统稳健性
- 通讯中的抗干扰,可加数据校验位
- 在有通讯线时,如I^2C、三线制等,实际中我们发现将Data线、CLK线、INH线常态置为高,其抗干扰效果要好过置为低。
- 在无硬件WatchDog时可采用软件模拟WatchDog,以监测程序的运行 (参照 👉 百度百科 - 看门狗)
参考
- 百度百科 - 抗干扰