نکات حائز اهمیت در طراحی برد و PCB برای کاهش نویز

[reza555]

سلام
توی این تاپیک میخوایم در مورد موارد زیر گفتگو و بررسی کنیم:
_نویز
_اثرات نویز بر روی مدارت مختلف دیجیتال و آنالوگ و قدرت و مدارات مبتنی بر میکرو کنترلر
_منابع نویز
_انواع نویز
_راهکار های مناسب برای کاهش نویز در طراحی مدارات الکترونیک
_راهکار های مناسب برای کاهش نویز در طراحی PCB
_راهکار های مناسب برای کاهش نویز در جعبه بندی و محیط اطراف سیستم
_......

چند تا تاپیک داریم در موزد نویز ، توی بعضیاشون اطلاعات خوبی هست اما مشکلی که هست اینه که خیلی پراکنده هستن

حالا یا خودم باید بیارمشون اینجا یا اینکه مدیران محترم زحمتشو بکشن
با توجه به مشغله های زیاد فکر کنم خودم باید دست به کار شم : D

[reza555]

امروز داشتم یه ترازو تعمیر میکردم که یک برد MAIN یک ترازوی ساخت داخلو دیدم

بخش آنالوگ یک ترازو اصطلاحا به بخشی از مدار اطلاق میشه در اون قسمت سیگنالهای ارسال شده از لودسل دریافت میشه و پس از فیلترینگ و تقویت مناسب به بخش بعدی یعنی A2D فرستاده میشه.

هر شرکت و کارخونه سازنده از یک راهکاری برای کاهش نویز تور این بخش استفاده میکنه

این برد که دیدم راه جالبی برای کاهش نویز داشت
البته اینو هم بگم که از این روش در مدارات مخابراتی فرکانس بالا هم زیاد استفاده میشه .یک طرف برد رو کاملا از مس میپوشونند و اونو شیلد میکنن و در برخی موارد زمین میکنن
تصویر کل برد

نمای روی فیبر قسمت آنالوگ

توجه کنید دور تا دور بخش آنالوگ via قرار داره و اروز برد رو به پشت برد متصل کرده
همچنین توجه کنید که بدنه کریستال ساعتو زمین کرده
خیلی جاها که نویز های الکترو مغناطیس زیاد هستند و ممکنه روی مدار القا بشند ،(دقیقا اونجاهایی که نویز روشون میشینه مثل آنتن عمل میکنند ) یک فیل با ابعاد تقریبا دو برابر کریستال زیر کریستال میکشند و بدنه کریستال رو بهش لحیم میکنند .این فیل هم به زمین مدار متصل شده


همین جا یه نکته که چه عرض کنم یه روش عملی یادم اومد که گفتم شاید به درد کسی بخوره
اینجا کریستال ، کریستال ساعت بود و لحیم کردنش خیلی راحته
وقتی از کریستالهای معمولی استفاده میکنیم ، بدنه کریستال لحیم رو به خودش نمیگیره

برای این کار با تیغ کاتر میشه چند تا خراش روی بدنه کریستال انداخت که اون لعاب روییش برداشته بشه و لحیم رو به خودش بگیره

برای اتصال باتری های قلمی (انواع مختلف باتری ها ) به صورت سری یا موازی یا اتصال سیم هم از همین روش استفاده میکنم

تصویر پشت برد قسمت آنالوگ

ببخشیددوستان شرمنده
کیفیت گوشیم خوب نیست(از k750 چه انتظاری باید داشت )

[reza555]

روش های کاهش نویز در مدارات الکترونیکی

مقدمه
به جرأت مي توان گفت كه طراحي منطق يك مدار الكترونيكي تنها قسمت كوچكي از كل كاري است كه براي توليد صنعتي آن مدار صورت مي گيرد .
نكاتي از قبيل در نظر گرقتن اثر قطعات بكار رفته در مدار ، طراحي محافظ 1 براي قسمت مختلف مدار ، بكار بردن روش هايي براي كم كردن اثر نويز در مدارها ، طراحي مدار چاپي با رعايت استاندارد لازم (براي كاهش تداخل الكترو مغناطيسي) انتخاب نوع آي سي هاي به كار رفته در مدار ، طراحي فيلتر براي قسمت هاي مختلف مدار ، وجز آن ، همه و همه از مسائلي هستند كه در كارامد بودن مدار اثر سرنوشت سازي دارند . شايد به همين علت است كه كمتر كسي پس از طراحي مدار روي كاغذ ، جرأت مي كند اقدام به ساختن آن كند .
اين مقاله به يكي از اين مسائل يعني كاهش اثر نويز در مدارهاي الكترونيكي پرداخته است ، آن هم از ديدگاهي خاص يعني عرضه روش هاي عملي براي اين مقصود . براي بررسي دقيق تر ، گذراندن درس سازگاري الكترو مغناطيسي (EMC) توصيه مي شود .


سيستم هاي الكترونيكي بايد طوري طراحي و ساخته شوند كه دو شرط زير را داشته باشند .
1- خود منبع نويز نباشند . ( قسمت هاي ديجيتالي مدار ، فرستنده هاي راديويي ، و كامپيوترها ، نمونه هايي از منابع نويز اند )
2- به نويز خارجي حساس نباشند .
به عبارت ديگر سيستم هاي الكترونيكي بايد بتوانند در شرايط صنعتي به خوبي كار كنند و نويز سيتم هاي الكتريكي و الكترونيكي ديگر ( مانند لامپ هاي فلورسنت و نئون ، خطوط قدرت ، فرستنده ها ، وسايل الكترونيك ديجيتال و جز آن) روي آنها اثري نداشته باشد . از طرفي خود اين سيستم ها بايد طوري طراحي شوند كه قسمتي از آنها روي قسمت هاي ديگر تداخل ايجاد نكند . سازگاري الكترو مغناطيسي (EMC)
يك سيستم الكتريكي وقتي داراي سازگاري الكترو مغناطيسي است كه بتواند در محيط الكترو مغناطيسي مورد نظر به خوبي كار كند و خود منبع نويز نباشد .
با توجه به اهميت EMC ، استاندردهاي متفاوتي را مراجع ذيصلاح براي دستگاه هاي الكترونيكي وضع كرده اند . براي مثال FCC 2 استانداردهايي را براي حداكثر تشعشع الكترو مغناطيسي وسايل الكترونيكي دارد و لازم است اين استانداردها به دقت رعايت شوند و گرنه دستگاه هاي ساخته شده اجازه ندارند به بازار عرضه شوند . عوامل لازم براي تاثير نويز عبارتند از : منبع نويز ، كانال كوپلاژ ، و گيرنده نويز .
نويز به روش هاي زير به سيستم هاي الكترونيكي نفوذ مي كند .
● كوپلاژ توسط ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي ( و الكترو مغناطيسي ) مانند تشعشع الكترو مغناطيسي .
● كوپلاژ هدايتي مانند انتقال نويز از طريق خط تغذيه مشترك .


روش هاي مختلفي براي كاهش اثر نويز در مدارهاي الكتريكي وجود دارد . در اين مقاله تعدادي از اين روش ها را به اجمال بررسي مي كنيم و تحقيق بيشتر و دقيق تر را به خواننده وامي گذاريم .

1 زمين كردن صحيح

همانطور كه مي دانيد كابل هاي استاندارد تغذيه سه سيم دارند : فاز ، نول ، و سيم زمين . سيم زمين معمولاً به
(( چاه زمين )) ساختمان متصل مي شود و در پتانسيل زمين قرار دارد . معمولاً بدنه دستگاه هاي الكتريكي به سيم متصل مي شوند تا از حوادثي مانند برق گرفتگي جلوگيري شود .
برخي از نكات مهمي كه در طراحي زمين سيستم هاي الكترونيكي وجود دارد در ادامه بيان مي شود .

1.1 كاهش امپداني مشترك

هنگام طراحي مدار ، مي توان به دو صورت قسمت هاي مختلف را به زمين متصل كرد .
در نگاه اول ممكن است تفاوتي بين اين دو روش مشاهده نشود اما از آنجايي كه هادي هاي به كار رفته براي اتصال زمين ، هادي كامل نيستند ، امپدانسي بين هر قسمت مدار و زمين وجود دارد . مي توان ديد كه در اتصال سري زمين ، يك امپدانس مشترك بين گروه هاي زمين مدار وجود دارد . بنابراين تغيرات سريع جريان تغذيه در مدارهاي 1 و 2 باعث تغيير پتانسيل زمين مدار 3 مي شود و بدين ترتيب مي توانند در مدار 3 ايجاد تداخل كنند .
اما اگر قسمت هاي مختلف مدار را به صورت موازي زمين كنيم ، اين مشكل برطرف مي شود .
روش ديگر براي كاهش امپدانس مشترك استفاده از (( صفحه زمين )) است .
صفحه زمين يك لايه هادي با عرض زياد است كه امپدانس بسيار كمي دارد .
در صورتي كه صفحه زمين در دسترس باشد ، مي توان از (( زمين چند نقطه اي )) استفاده كرد .
توجه به اين نكته بسيار مهم است كه صفحه زمين بايد خود داراي امپدانس بسيار كمي باشد تا بتواند يك زمين خوب براي مدار به حساب آيد . مثلاً در طراحي بردهاي چند لايه معمولاً يكي از لايه هاي برد را به طور كامل به صفحه زمين اختصاص مي دهند .
توصيه 1: اگر فركانس كار مدارتان كمتر از 1 مگاهر تز است ، از زمين تك نقطه اي استفاده كنيد .
توصيه 2: اگر فركانس كار مدارتان بيشتر از 10 مگاهرتز است ، از زمين چند نقطه‌اي استفاده كنيد .
توصيه 3: اگر فركانس كار مدارتان بين 1 مگاهرتز و 10 مگاهرتز است و اگر طول سيم هاي زمين كمتر از 20/0 است ، از زمين تك نقطه اي استفاده كنيد .
توصيه 4: براي مدارهاي ديجيتال از زمين چند نقطه اي استفاده كنيد ( به علت پهناي باند زياد اين مدارها ) .
توصيه 5: اگر مدارتان داراي طيف فركانس وسيعي است ، از ((زمين هيبريد)) استفاده كنيد . اين مدار در فركانس هاي پايين به صورت تك نقطه اي زمين مي باشد .
توصيه 6: اگر مدارتان قطعات الكترونيكي متنوعي را در خود دارد ، آن را به قسمت‌هاي زير تقسيم كنيد و سيم هاي زمين هر قسمت را جداگانه به يكديگر متصل كنيد :
1- قسمت آنالوگ
2- قسمت ديجيتال
3- قسمت نويزي (رله ها ، موتورها و مانند آن)
4- زمين سخت افزاري


1.2 اجتناب از حلقه زمين
نكته ديگر در طراحي زمين مدار ،جلوگيري از به وجود آمدن حلقه هاي زمين است . اگر در مدار حلقه زمين تشكيل شود ، در اين حلقه بر اثر ميدان هاي الكترو مغتاطيسي مزاحم ، نويز القا مي شود .

روش هاي زير براي قطع حلقه زمين پيشنهاد مي شود :
1- مي توانيد براي از بين بردن كوپلاژ الكتريكي در مدار از ترانس استفاده كنيد .
2- مي توانيد كوپلاژ الكتريكي را با كوپلاژ نوري جايگزين كنيد . اين روش به علت خطي نبودن براي مدارهاي ديجيتال مناسب است
3- مي توانيد از تقويت كننده تفاضلي يا شبه تفاضلي در مدار استفاده كنيد.
در اين صورت نويز كه روي هر دو ورودي تقويت كننده وجود دارد به شدت تضعيف مي شود و مي توان گيرنده را float به حساب آورد.
با كمي دقت مي توان ديد كه بهره مدار براي سيگنال Vs برابر 1+R2/R1 و براي ولتاژ مشترك نويز 1 است.
4- متعادل كردن (Balancing) : در شرايطي كه بتوان از دو منبع سيگنال در مدار استفاده كرد ، مي توان با متعادل كردن مصرف كننده ، اثر نويز مشترك را حذف كرد .
نويز القا شده روي دو هادي در كل يكديگر را خنثي مي كنند .
5- استفاده از زمين هيبريد : در اين سيستم بدنه دستگاه در فركانس 50 هرتز به زمين متصل شده است ، اما براي فركانس هاي بالاتر حلقه زمين وجود ندارد .
6- با استفاده از چوك طولي (بالون) : استفاده از يك چوك باعث مي شود كه سيگنال هاي ديفرانسيلي به خوبي عبور كنند و سيگنال هاي مشترك به شدت تضعيف شوند . استفاده از اين روش براي فركانس هاي بيشتر از 10 مگاهرتز به علت خاصيت خازني سيم پيچ ها مطلوب نيست .
7- استفاده از آي سي هاي تقويت كننده هاي جداساز : اين آي سي ها گران قيمت كه پهناي باندي در حدود 60 كيلوهرتز دارند ، مي توانند به خوبي براي جدا كردن دو قسمت مدار به كار روند .


2 استفاده از حفاظ (شيلد)
يكي از روش هاي جلوگيري از تداخل در مدارها استفاده از حفاظ است . براي مشاهده روش هاي به كار بردن حفاظ ، ابتدا كوپلاژهاي خازني و سلفي در مدار را بررسي مي كنيم .

1.2 كوپلاژ خازني
از آنجا كه بين هر دو هادي نزديك به هم كوپلاژ خازني وجود دارد تغييرات ولتاژ در يكي ، روي هادي ديگر تاثير مي گذارد .
همانطور كه مشاهده مي شود بين هر دو سيم مجاور و هر سيم و زمين ، كوپلاژ خازني وجود دارد . اين كوپلاژ در مورد اول باعث ايجاد همشنوي مي شود . بدون بررسي دقيق مي توان گفت كه با افزايش ارتفاع سيم ها از سطح زمين ، افزايش امپدانس سيم دوم ، افزايش طول سيم ها و افزايش فركانس Xcap افزايش پيدا مي كند و با افزايش فاصله دو سيم Xcap كاهش پيدا مي كند .
توصيه 7 : در طراحي PCB خط هايي را كه تغيرات سريع دارند (مانند ساعت مدار) دور از خطوط حساس مدار (مانند قسمت هاي حساس آنالوگ ، Reset يا I/O) قرار دهيد .
توصيه 8 : در طراحي PCB در طرفين خطوطي كه تغيرات سريع دارند از خطوط زمين استفاده كنيد . اين خطوط مانند حفاظ عمل مي كنند و باعث كاهش اثر روي قسمت هاي ديگر مدار مي شوند .
توصيه 9 : طول خطوط سيگنال بين كيت ها را حداكثر 15 الي 25 سانتي متر انتخاب كنيد . اگر از صفحه زمين استفاده مي كنيد طول اين خطوط را مي توانيد حداكثر تا 50 سانتي متر انتخاب كنيد .
توصيه 10 : اگر امپدانس ورودي گيت هاي و امپدانس مشخصه هادي در مدارهاي ديجيتال يكي باشند ، موج برگشتي نخواهيم داشت و ولتاژ اعمال شده به سرعت پايدار خواهد شد . بنابراين پيشنهاد مي شود كه امپدانس ورودي گيت ها را با استفاده از موارد زير تصحيح كنيد (به اين كار پاياندهي4 خطوط ديجيتال مي گويند) . تذكر اين نكته لازم است كه امپدانس مشخصه خطوط PCB حدود 100 است .
توصيه 11 : هنگام بستن مدارهاي Wire Wrap از بردهايي استفاده كنيد كه داراي صفحه زمين اند . اگر چنين بردهايي را در اختيار نداريد ، از خطوط متعدد زمين استفاده كنيد . با توجه به طبيعت خاص مدارهاي ديجيتال بهتر است بدون توجه به ايجاد حلقه زمين ، شبكه اي از خطوط زمين در سطح مدار ايجاد كنيد . ايجاد نوارهاي پهن زمين (بوسيله سيم هاي متعدد) نيز مي توان مفيد باشد .
توصيه 12 : هنگام بستن سيم ها در مدارهاي Wire Wrap ، ابتدا طولاني ترين سيم ها را ببنديد . به اين وسيله طولاني ترين سيم ها به صفحه زمين نزديك تر خواهند بود .
توصيه 13 : به فكر زيبا شدن مدار نباشد و هميشه از كوتاه ترين مسير براي سيم بندي استفاده كنيد .
توصيه 14 : كنار سيم هايي كه تغييرات سريع دارند (مانند ساعت ) سيم هاي زمين قرار دهيد .
توصيه 15 : براي سيم هاي رفت و برگشت سيگنال ، از سيم هاي Twisted Pair استفاده كنيد .
توصيه 16 : به ازاي هر 1 متر موازي بودن با سيم تغذيه ، سيم هاي سيگنال معمولي بايد 5/2 سانتي متر و سيم هاي سيگنال حساس بايد 25 سانتي متر فاصله داشته باشند.
تاثير حفاظ روي كوپلاژ خازني
حفاظ باعث بسته شدن جريان نويز و هدايت آن به سمت زمين مي شود .
توصيه 17 : حفاظ را به خوبي زمين كنيد . سعي كنيد مقدار سيم خارج از حفاظ به حداقل برسد .
توصيه 18 : زمين كردن حفاظ بايد در يك نقطه انجام شود تا حلقه زمين ايجاد نشود ، اما در فركانس هاي بالاتر از 1 مگاهرتز يا در كابل هايي كه طول شان بزرگتر از 20/ است را در دو طرف ، زمين مي كنيم و اگر طول كابل خيلي زياد باشد در هر 20/ حفاظ را زمين مي كنيم .
توصيه 19 : توجه كنيد كه جريان نويز منبع تداخلي از راه حفاظ به زمين مي رود . بنابراين حفاظ را مسير عبور جريان سيگنال نكنيد . مثلا زمين كردن حفاظ در نقطه A باعث عبور جريان نويز از سيم هاي سيگنال مي شود و بهتر است حفاظ در نقطه B زمين شود .
توصيه 20 : اگر منبع سيگنال float است و بار زمين شده است ، حفاظ را در طرف بار زمين كنيد ، و اگر منبع سيگنال زمين شده است و بار float است حفاظ را در طرف منبع زمين كنيد .
توصيه 21 : يكي ديگر از مواردي كه ممكن است حفاظ ، مسير عبور جريان شود. وقتي فركانس از چند كيلوهرتز بالاتر رود به علت القاي متقابل بين حفاظ و سيم حامل جريان ، جريان سيگنال از حفاظ عبور خواهد كرد . بنابراين بايد از به كار بردن اين تركيب ها اجتناب كنيد .

2.2 كوپلاژ سلفي (مغناطيسي)
هر دو سيم مجاور به علت القاي متقابل ممكن است در يكديگر ايجاد تداخل كنند . امپدانس كوپلاژ بين دو سيم با افزايش فركانس يا ارتفاع از سطح زمين يا طول دو سيم افزايش مي يابد و با افزايش فاصله دو سيم و امپدانس سيم ، كاهش پيدا مي‌كند .
با توجه به ماهيت مغناطيسي اين كوپلا ، حفاظ روي آن تاثيري ندارد .
توصيه 22 : براي كاهش كوپلاژ مغناطيسي سعي كنيد سطح حلقه هاي مدار را كاهش دهيد .
توصيه 23 : براي مقابله با كوپلاژ مغناطيسي و الكتريكي مي توان از كابل هاي Twinax (Shielded Twisted Pair) استفاده كرد.
كابل هاي Triax نيز براي اين كار مناسب اند .
توصيه 24 : زمين كردن مدار از يك طرف ، اهميت بسيار دارد ، زيرا كوپلاژ مغناطيسي به سطح حلقه حساس است بنابراين براي كاهش كوپلاژ مغناطيسي از روش‌هاي قطع حلقه استفاده كنيد .

توصيه 25 : هنگام استفاده از كابل هاي تخت6 بين هر دو سيم سيگنال از يك سيم زمين استفاده كنيد . اگر لازم است چند كابل تخت روي هم قرار داده شوند ، حتما از يك فاصله گذار7 بين آنها استفاده كنيد ، زيرا در اين حالت ، زمين هاي متعدد كمكي به كاهش همشنوي8 نمي كنند .
توصيه 26 : براي حفاظ ، در مجموع فولاد (به شرط اينكه ضخامتش بيشتر از 1 ميلي متر باشد) مناسب تر از مس يا آلومينيوم است . براي مقابله با ميدان مغناطيسي فركانس پايين از موادي با پايين تر (فولاد يا آلياژ نيكل ، مومتال و پرمالوي) استفاده كنيد . براي مقابله با ميدان هاي فركانس بالا (بيشتر از چند صد كيلوهرتز) از مس يا آلومينيوم استفاده كنيد . در مواردي كه شدت ميدان مغناطيسي خيلي زياد است از حفاظ چند لايه استفاده كنيد .
توصيه 27 : سعي كنيد حفاظ هيچ منفذي به خارج نداشته باشد ، زيرا در غير اين صورت كارايي آن افت مي كند . در شرايطي كه واقعا نياز به منفذ داريد ، (مثلا براي عبور سيم از جعبه كامپيوتر) سعي كنيد سطح تماس درزها را بيشتر كنيد تا ميدان مغناطيسي نفوذ كمتري به داخل داشته باشد . همچنين قسمت هاي منتشر كننده يا جذب كننده نويز را دور از منافذ قرار دهيد .
توصيه 28 : براي آب بندي كردن منافذ از Gasket استفاده كنيد . Gasket مانند واشر راه نفوذ ميدان مغناطيسي را مي بندد (چه به سمت داخل و چه به سمت خارج).
توصيه 29 : اگر لازم است سيمي از حفاظ عبور كند ، بايد حتماً آن را از فيلتر عبور دهيد .

كاهش امپدانس سيستم توزيع تغذيه زمين
يكي از نكات مهم در طراحي مدار كاهش امپدانس مشخصه سيستم توزيع تغذيه زمين است . براي اين كار بايد ملاحظات زيادي در طراحي مدارها به ويژه PCB در نظر گرفته شود . به عنوان مقدمه امپدانس مشخصه چند سيستم را بررسي مي كنيم .
با توجه به مطالب ذكر شده براي ساخت PCB توصيه هايي وجود دارد :
توصيه 30 : يك خط مسي به ضخامت 1 ميلي متر روي PCB حدودا m /cm 5 مقاومت ، pf/cm 1 ظرفيت خازني ، و nH/cm 7 ضريب سلفي دارد . بنابراين تا جايي كه ممكن است از طول خطوط PCB كم كنيد و عرض آنها را بزرگ انتخاب كنيد . يك طراحي خوب براي PCB بايد فقط جاهاي لازم را از مس پاك كند و جاي خالي بدون مس بي استفاده نداشته باشد .
توصيه 31 : پهناي باند فركانس پالس هاي ديجيتالي تقريبا هيچ ربطي به فركانس پالس ندارد ! بلكه زمان خيز پالس است كه پهناي باند فركانس آن را مشخص مي كند .
بنابراين يك پالس ديجيتال با tr=3ns (مانند گيت هاي AS) پهناي باندي در حدود 100 مگاهرتز دارد . بنابراين كاهش امپدانس مشخصه در مدارهاي ديجيتالي اهميت زيادي دارد .
توصيه 32 : اگر مي توانيد از برد چند لايه استفاده كنيد ، يك لايه كامل را به صفحه زمين و يك لايه را به منبع تغذيه اختصاص دهيد .
توصيه 33 : اگر از برد دو لايه استفاده مي كنيد ، يك طرف برد را به طور كامل به زمين اختصاص دهيد و در طرف ديگر با استفاده از خطوط پهن تغذيه آي سي ها را تغذيه كنيد .
توصيه 34 : اگر مجبور ايد كه از برد يك لايه استفاده كنيد ، 50 تا 60 درصد سطح برد را به صفحه زمين اختصاص دهيد . اگر اين كار براي تان ممكن نيست از شبكه زمين استفاده كنيد .
توصيه 35 : در بردهاي يك رو سعي كنيد از خطوط پهن زمين و تغذيه كه حتي‌الامكان به يكديگر نزديك باشند استفاده كنيد . براي اين منظور مي توانيد مانند از سطح زمين زير آي سي ها استفاده كنيد .
توصيه 36 : اصولا براي كاهش اندوكتانس بايد در كاهش طول و افزايش عرض مسي ، كم كردن سطح حلقه و استفاده از مسيرهاي موازي زمين كوشيد .
توصيه 37 : در مدارهاي ديجيتال حتما از شبكه زمين استفاده كنيد . سعي كنيد عرض پنجره ها بين 1 تا 5 سانتي متر باشد و يا به طور ثابت در فاصله بين آي سي ها شبكه زمين ايجاد كنيد . سعي كنيد خطوط عمودي پنجره ها را از يك سمت برد و خطوط عمودي را از سمت ديگر عبور دهيد .
توصيه 38 : در طراحي PCB سعي كنيد آرايش قسمت هاي كم فركانس و با فركانس متوسط و بالا قسمت فركانس بالا هر چه بيشتر به صفحه زمين نزديك باشد .
توصيه 39 : قسمت هاي مختلف مدار را از يكديگر جدا كنيد و سعي كنيد جريان قسمت ازمدار (مثلا قسمت ديجيتال) از قسمت هاي ديگر (مثلا آنالوگ) عبور نكند .


3 فيلتر كردن
يكي ديگر از روش هاي كاهش اثر تداخل الكترو مغناطيسي در مدار استفده از فيلتر است . براي فيلتر كردن مي توان از مدارهاي LC و RC استفاده كرد .
هنگام استفاده از مدارهاي LC بايد توجه داشت كه اولا بايد خيلي پايين تر از باند عبور مدار متصل به فيلتر باشد و ثانيا بزرگتر از 5/0 باشد .
نمونه اي از استفاده فيلتر CRC و CLC را (كه بهتر از RC و LC هستند) مشاهده مي كنيد . وظيفه اين فيلترها حذف spike هاي مدارهاي ديگر و جلوگيري از خروج spike هاي خود مدار به خارج است . قابل توجه است كه فيلتر CLC قدرت بيشتري دارد و علاوه بر آن افت ولتاژ آن كمتر از CRC است .

فیلتر CRC:

فیلتر CLC:


توصيه 40 : با توجه به اينكه در فركانس هاي بالا خازن ها خاصيت سلفي و سلف‌ها خاصيت خازني پيدا مي كنند در انتخاب خازن براي حذف فركانس هاي بالا دقت كنيد . خازن هاي ميكا ، سراميك ، و تفلون با توجه به اينكه كيفيت بالا و فركانس تشديد زيادي دارند براي اين منظور مناسب اند .
توصيه 41 : هنگام قرار داد خازن بايد تا حد امكان پايه آن را كوتاه كرد .
از طرفي طول مسير اتصال خازن به زمين و پايه تغذيه الكتريكي آي سي بايد تا حد امكان كوتاه باشد . دقت كنيد كه به علت وجود فركانس هاي بالا در مدار (فركانس‌هاي تداخلي و فركانس هاي توليد شده توسط قسمت هاي ديجيتال) بايد به اين توصيه توجه بسيار كرد .
توصيه 42 : به محل قرار گرفتن خازن در مدار دقت كنيد . مثلا قرار گرفتن بار خازني در اميتر ترانزيستور باعث مي شود كه مدار استعداد نوسان پيدا كند .
توصيه 43 : سيم هايي را كه از فيلتر عبور داده ايد از منابع نويز و ساير سيم ها دور نگه داريد . همچنين سيم هايي را كه از خارج دستگاه وارد مي شوند ، بلافاصله از فيلتر عبور دهيد.
توصيه 44 : در طراحي PCB بزرگ (كه داراي I/O هستند) سعي كنيد صفحه يا نوار زمين را تا كنار رابطI/O ادامه دهيد و زمين رابط را مستقيما از همان جا بگيريد.

نكاتي درباره انتخاب نوع آي سي هاي ديجيتال
همانطور كه گفته شد يكي از عوامل مهم در ايجاد تداخل ، زمان خيز پالس هاي ديجيتال مدار است . با توجه به اينكه اين پارامترها در آي سي هاي مختلف متفاوت است سعي كنيد با توجه به كاربرد خود ، نوع مناسب آي سي ديجيتال را انتخاب كنيد كه تا حد امكان زمان خيز بزرگ شود .

عوامل موثر در حساسيت به نويز در آي سي هاي ديجيتال عبارتند از :
1. سطوح ولتاژ VOH و VIH و VOL و VIL : هر چه اختلاف VL و VH بيشتر باشد ، احتمال تاثير نويز و مخدوش شدن سيگنال هاي ديجيتالي كمتر مي شود . حداقل و حداكثر محدوده VI و VH به همراه مقدار اسمي آنها براي خانواده هاي مختلف ديجيتال آورده شده است .
2. سرعت گيت : هر چقدر سرعت گيت بيشتر باشد بيشتر به spike ها جواب مي‌دهد . بنابراين اگر واقعا به سرعت زياد احتياج نداريد از گيت هاي كند (مانند CMOS) استفاده كنيد .
3. امپدانس خروجي : هر چقدر امپدانس خروجي گيت بيشتر باشد ايجاد تداخل روي آن بيشتر خواهد شد . بنابراين گيت هاي TTL (با امپدانس خروجي 10 ) در اين زمينه بهتر از گيت هاي CMOS ( با امپدانس خروجي 100 ) هستند .

توصيه 45 : براي كاربردهاي معمولي با سرعت و مصرف توان قابل قبول از گيت‌هاي HC استفاده كنيد . زمان خيز اين گيت ها حدود ns 60 است و مصرف انرژي كمي دارند . نوع HCT اين خانواده با TTL نيز سازگار است .
در مجموع از نظر حساسيت به نويز ، خاواده هاي ديجيتال به اين ترتيب رده بندي مي شوند :

[ECL TTL و HSCMOS CMOS
از نظر ايجاد نويز روي تغذيه نيز به اين ترتيب رده بندي مي شوند :

ECL CMOS HSCMOS و TTL
( اگر بار خازني قابل صرف نظر باشد )

CMOS ECL HSCMOS و TTL
(اگر بار خازني وجود داشته باشد )
توصيه 46 : اگر سرعت خانواده HCT برايتان مناسب نيست از خانواده AC استفاده كنيد كه مصرف توان كمي دارند . خانواده ACT با TTL نيز سازگار است .
توصيه 47 : سعي كنيد كمتر از گيت هاي LS استفاده كنيد و به جاي آنها از گيت هاي ALS و يا HCT استفاده كنيد .


دیكوپلينگ مدارهاي ديجيتال

توصيه 48 : خازن انتخابي براي دكوپلينگ بايد با امپدانس كم در محدوده f=1/t تا BW=1/NT باشد . براي خانواده هاي HC و LS خازن هاي چند نانوفارادي را انتخاب كنيد .
توصيه 49 : اگر فقط از خانواده هاي CMOS استفاده مي كنيد ، قرار دادن يك خازن براي كل برد كافي است .
توصيه 50 : اگر فقط از خانواده ECL استفاده مي كنيد و اگر بار خازني كم است ، قرار دادن يك خازن براي كل برد كافي است .
توصيه 51 : مسير خطوط تغذيه و زمين را حتي الامكان به صورت نوارهاي موازي طراحي كنيد كه در فواصل معين با خازن مناسب به يكديگر متصل شده باشند . اين خازن ها را از نوع سراميك كلاس يا سراميك Block Type انتخاب كنيد .
توصيه 52 : براي هر SSI 10 از نوع ACT يك خازن يا هر دو تاي نزديك به هم 1 نانو فاراد تا 22 نانو فاراد
استفاده كنيد .
توصيه 53 : براي هر دو تا پنج SSI از نوع HCT يك خازن 1نانو فارد تا 22نانو فاراد استفاده كنيد .
توصيه 54 : براي هر MSI 11 يا LSI 12 و براي هر Driver / Transceiver خط ، يك خازن 10نانو فاراد تا 100نانو فاراد استفاده كنيد.


منبع


روش های کاهش نویز نویز نویز چیست منابع نویز کاهش نویز مقاله مقاله در موزد نویز نویز الکترو مغناطیس القای نویز نویز در میکرو جبران نویز جبران اثر نویز اثر نویز اثرات نویز اثرات بد نویز حذف نویز نویز گیر خازن نویز گیر خازن حذف نویز روش های از بین بردن نویز روش های از بین بردن نویز در مدارات الکترونیکی اثر نویز بر روی ای وی آر اثر نویز بر روی AVR اثر نویز بر میکرو کنترلر اثر نویز روی رانی هلو نویز رله نویز کنتاکتور نویز موتور نویز فرکانس بالا نویز سوزنی کوپلاژ سلفی فیلتر حذف نویز نویز تغذیه نویز داخلی نویز خارجی electromagnetic noise noise category noise effect noise source noise reduction technic nise cancelling noise canceller noise reduction noise electronic noise spike noise noise effect on micro controller noise effect on AVR contactor noise contact noise motor noise DC motor noise AC motor noise EMI fliter peach rani noise سیگنال به نویز

[mobah]

مرسي

راجع مدارهای فیلتر برای پایه های AVCC و AGND و AREF میکرو چيزي دارين

مدار ساده باشه