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高速DSP系统PCB板的可靠性设计分析

2013-02-05 06:00
Timeless落尘
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  隔离敏感信号

  有些敏感信号(如高频时钟) 对噪声干扰特别敏感,对它们要采取高等级隔离措施。高频时钟(20MHz以上的时钟,或翻转时间小于5ns的时钟)必须有地线护送,时钟线宽至少10mil,护送地线线宽至少20mil,高频信号线的保护地线两端必须由过孔与地层良好接触,而且每5cm 打过孔与地层连接;时钟发送侧必须串接一个22Ω~220Ω的阻尼电阻。可避免由这些线带来的信号噪声所产生的干扰。

  软、硬件抗干扰设计

  一般高速DSP应用系统PCB板都是由用户根据系统的具体要求而设计的,由于设计能力、实验室条件有限,如不采取完善、可靠的抗干扰措施,一旦遇到工作环境不理想、有电磁干扰就会导致DSP程序流程紊乱,当DSP正常工作代码不能恢复时,将出现跑飞程序或死机现象,甚至会损坏某些元器件。应注意采取相应的抗干扰措施。

  硬件抗干扰设计

  硬件抗干扰效率高,在系统复杂度、成本、体积可容忍的情况下,优先选用硬件抗干扰设计。常用的硬件抗干扰技术可归纳为以下几种:

  (1) 硬件滤波:RC 滤波器可以大大削弱各类高频干扰信号。如可以抑制“毛刺”干扰。

  (2) 合理接地:合理设计接地系统,对于高速的数字和模拟电路系统来说,具有一个低阻抗、大面积的接地层是很重要的。地层既可以为高频电流提供一个低阻抗的返回通路,而且使EMI、RFI变得更小,同时还对外部干扰具有屏蔽作用。PCB 设计时把模拟地和数字地分开。

  (3) 屏蔽措施:交流电源、高频电源、强电设备、电弧产生的电火花,会产生电磁波,成为电磁干扰的噪声源,可用金属壳体把上述器件包围起来,再接地,这对屏蔽通过电磁感应引起的干扰非常有效。

  (4) 光电隔离:光电隔离器可以有效地避免不同电路板间的相互干扰,高速的光电隔离器常用于DSP和其他设备(如传感器、开关等) 的接口。

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