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保护您的电路 1 min Guide Books PCB设计是一个复杂的过程，它依赖于许多因素。工程师通常负责寻找成本效益高的解决方案，同时保持其最终产品的高可靠性。虽然为您的电路板增加一系列保护措施会增加您的单位成本，但它也可以大大降低野外故障率，这些故障率会带来自己的支持和更换成本。在许多情况下，额外的单位成本与支持和更换成本相比微不足道，因此将电路保护变成一个不可或缺的节省金钱的机制。 在本文中，我们将看看您可以添加到电路中的保护设备，这些设备不仅可以帮助使其更能容忍用户错误、电源质量差和意外事件，而且确保它更有可能通过合规性测试。我们将逐一讨论常见的安全问题，从电磁干扰开始。 电磁干扰 (EMI) 减少辐射电磁能量对于满足电磁兼容性合规性规定至关重要。此外，由于电磁干扰是双向的，设备需要设计成能够应对进入干扰的能力。对于大多数设备来说，输入和输出的保护电路将是相同的，所以通过合规性测试的内容很可能也会保护您不受损害产品信号完整性的能量的影响。 除了通常的电磁兼容性合规性要求外，您可能正在设计一个设备，它发现自己处于充满大电流流向电机或其他耗电设备的工业环境中，或者靠近一个强大的无线电设备。连接到您设备的电缆可能会从感应场中捡到显著的电压，这会使传感器读数不可靠，或通信困难。更糟糕的是，您的设备可能被插入到也为这些电气噪声设备供电的电源轨道中，允许电磁干扰直接通过电源连接进入您的电路。 铁氧体芯片 铁氧体珠或芯片（表面贴装）是您可以添加到电路板的最便宜和最简单的保护方法之一。这种朴素的铁氧体在其放置的位置抑制高频噪声，保护两侧免受另一侧产生的噪声的影响。任何连接到您设备的导电电缆都是天线，除非它有有效的屏蔽。这种电缆可以从环境中捡到噪声，并且还可以从您的电路中辐射噪声。 铁氧体芯片在您的电路中充当低通滤波器，对高频信号产生高阻抗。选择铁氧体芯片或珠时的一个关键规格是其在给定频率下的阻抗，最常见的测量频率是1MHz或100MHz。这个规格将以欧姆表示，因为铁氧体芯片将对指定频率的信号组件表现得像这个值的电阻器。 对于您的电路来说，另一个关键规格是直流电阻（DCR(MAX)），即铁氧体对直流信号的串联电阻。这个串联电阻很重要，因为它会对您的电路产生影响，如果您试图让大电流通过与铁氧体串联的导体，您可能会发现铁氧体变得相当热——因此电流额定规格在这种情况下很重要。 在低频和直流导体上应大量使用铁氧体珠/片，以减少辐射和接收到的噪声对电缆的影响。您还可以考虑在电路板上敏感元件的电源轨道上串联使用一个，例如在模拟电路中处理非常低电压信号的那些，其中电源轨道中的噪声可能会传输到信号中。 Pi滤波器 铁氧体片作为对交流信号的高电阻，而电感提供高阻抗。电感用于保护设备输入或输出的情况不如铁氧体珠常见，然而，如果与两个电容器配对，它们可以成为减少传导噪声的有力工具。Pi滤波器之所以得名，是因为它看起来像希腊字母π，顶部是电感，两腿是电容器。这创建了一个高效的低通滤波器，两个电容器作为去耦，而电感对信号提供高阻抗。 如果您的设备从可能噪声较大的源接收电源，或者其中有一个大型开关电源，那么在输入上的Pi滤波器可能会显著减少EMI问题。电感通常具有比铁氧体片更大的阻抗和电流处理能力，以及更低的串联电阻。如果您的导体有几安培的电流流过，或者遇到了大量的噪声，那么Pi滤波器可能会提供比铁氧体片更好的保护。 大多数表面贴装、线绕、铁氧体芯电感都有屏蔽版本。当您使用电感减少噪声时，屏蔽电感提供了额外的保护。 串联终端电阻 如果您有一个信号线的频率超过几百千赫兹，您可能会考虑在线路上添加一个50欧姆的终端电阻，以提供阻抗匹配并减少反射。在数字传输线上，来自未正确终止信号的反射可以创建逻辑级别的模糊，导致数据损坏。在模拟线路上，反射可能会导致信号中的功率损失和幽灵效应。 虽然这不太是一种保护方法，而是良好设计实践，但在这里提及它是值得的。 RF屏蔽 如果您正在设计一个射频产品、一个处理非常低电压传感器信号的电路，或者一个处于非常不利的电磁环境中的电路，大幅度减少电磁干扰的终极解决方案是将您的电路封闭在一个射频屏蔽罩内。射频屏蔽罩接地，防止任何电磁干扰穿透进入或从您电路的裸露导体和组件中逸出。此外，一个设计良好的、放置在PCB上的坚固接地面，可以防止噪声从底部逸出或进入。然而，噪声可以并且将会通过导体进入和退出被屏蔽的电路。其他措施，如铁氧体芯片，可以减轻传导噪声。 阅读文章
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