Hoy en día, todo tipo de productos electrónicos han penetrado en todos los rincones de la vida de las personas, lo que ha impulsado el rápido desarrollo de las PCB, que son el núcleo de los dispositivos electrónicos. En gran medida, que los dispositivos electrónicos puedan funcionar de manera normal, segura y estable depende del diseño de la PCB. En el proceso de diseño de PCB, el eslabón más importante es el diseño del sistema de puesta a tierra y de la antiinterferencia para los productos electrónicos. Hasta ahora, los diseñadores de PCB específicas tienen sus propias opiniones sobre la puesta a tierra y la antiinterferencia, y tanto los métodos como las tecnologías relacionadas con la puesta a tierra y la antiinterferencia están progresando constantemente, lo que proporcionará una garantía significativa para el funcionamiento seguro y estable continuo de los dispositivos electrónicos. Este artículo analiza las estrategias de antiinterferencia y puesta a tierra para las PCB.
Puesta a tierra de señales digitales y señales analógicas
En el proceso de diseño de PCB, no logramos distinguir estrictamente las áreas de señales digitales o las áreas de señales analógicas. Otro ejemplo: en un circuito, como una sección común, es difícil juzgar a qué sección pertenece la alimentación. El método común de antiinterferencia consiste en distinguir los circuitos digitales de los circuitos analógicos y dibujarlos en áreas diferentes. Pero ¿cómo diseñar la sección que no puede distinguirse estrictamente, como la sección de alimentación mencionada anteriormente? La esencia de distinguir señales analógicas de señales digitales radica en la propiedad del chip en cuestión, es decir, si el chip es analógico o digital. La sección de alimentación suministra energía a los circuitos analógicos cuando pertenece a la sección analógica, mientras que pertenece a la sección digital cuando suministra energía a un chip digital. Sin embargo, cuando ambas secciones utilizan simultáneamente la misma alimentación, se aplicará el método de puente para llevar la alimentación desde otra parte. Este sistema de antiinterferencia mencionado anteriormente es un método relativamente común en la actualidad. En realidad, este método solo funciona en algunos sistemas pequeños o PCBs. No obstante, en sistemas de circuitos grandes, la aplicación de este método suele causar muchos problemas potenciales, especialmente en sistemas complicados donde estos problemas son tan prominentes que se generan problemas de EMI en el enrutamiento al evitar los espacios de distribución. Por ejemplo, cuando se aplica un convertidor A/D típico,Fabricantes de PCBse sugiere que AGND y DGND en el convertidor A/D se conecten a tierra con baja impedancia a través del conductor más corto posible. Por lo tanto, aplicando el método mencionado anteriormente, las dos tierras se conectan mediante el puente de conexión que tiene un ancho equivalente al del CI bajo el convertidor A/D.
Sin embargo, para sistemas con muchos convertidores A/D, si cada uno se procesara según el método mencionado anteriormente, se generarían conexiones multipunto. Esto no tendría ningún significado para el aislamiento entre la tierra digital y la tierra analógica. Para resolver este problema, se debe aplicar la toma de tierra, dividiéndola en tierra digital y tierra analógica, lo que permite tanto cumplir con los requisitos de los fabricantes como reducir los problemas de EMI tanto como sea posible.
Análisis sobre la antiinterferencia de señales de alta frecuencia
En el proceso de diseño de PCBs con señales de alta frecuencia, cualquier metal o conductor puede considerarse como un componente formado por resistencia, inductancia y capacitancia. Una pista impresa con una longitud de 25 mm en una PCB es capaz de generar una inductancia de 15 nH a 20 nH. Por lo tanto, se debe aplicar una estrategia de puesta a tierra multipunto para que cada sistema de circuito se conecte a la línea de tierra adyacente con la impedancia más baja. Además, se deben reducir tanto como sea posible la impedancia de tierra y la inductancia entre las líneas de tierra, así como disminuir el acoplamiento mutuo entre circuitos causado por la capacitancia distribuida. El método más sencillo de puesta a tierra multipunto consiste en un recubrimiento completo de cobre. Los puntos de tierra de los componentes se conectan al cobre de recubrimiento y el plano de tierra que cubre la mayor parte de la PCB proporciona un plano de referencia con una impedancia extremadamente baja. De este modo, se puede evitar el acoplamiento innecesario de alta frecuencia entre cada componente y circuito unitario.
Se requiere que la tierra digital y la tierra analógica se procesen de forma independiente enPCB de alta frecuenciaLos niveles de tierra de las líneas de señales digitales de alta frecuencia suelen ser diferentes entre sí y a menudo se produce una desviación de voltaje entre ellos. Además, las líneas de tierra de señales digitales de alta frecuencia siempre contienen componentes armónicos bastante ricos de señales de alta frecuencia. Cuando las líneas de tierra de señales digitales se conectan directamente con las líneas de tierra de señales analógicas, la onda armónica de las señales de alta frecuencia interferirá con las señales analógicas por medio del acoplamiento a través de la línea de tierra. Generalmente, las líneas de tierra de señales digitales de alta frecuencia deben separarse de las líneas de tierra de señales analógicas, ya sea mediante el método de interconexión de un solo punto en la posición adecuada o mediante el método de interconexión con perlas magnéticas de estrangulamiento de alta frecuencia.
Análisis sobre la antiinterferencia de señales de alta frecuencia
En el diseño de PCB,diseño de componentesel grosor de las pistas están estrechamente relacionados con las interferencias, lo que requiere tecnología profesional y plena capacidad de reconocimiento por parte de los diseñadores. La antiinterferencia en el diseño de PCB está relacionada con el rendimiento de aplicación de los productos electrónicos. La lista de reglas presentada en este artículo es el resumen de la experiencia de diseño práctica de los diseñadores, lo cual es sin duda útil para los diseñadores de PCB.
