汽車影音系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)分析

時間:2022-07-30 11:30:51

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汽車影音系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)分析

受益于電子技術(shù)不斷提升和進(jìn)步的影響,使得電子產(chǎn)品各個功能擁有更好的穩(wěn)定性。而電子元器件的選型,PCB電路板的結(jié)構(gòu)定義,PCB電路Layout設(shè)計(jì),都是影響產(chǎn)品穩(wěn)定性功能的關(guān)鍵性元素。對于汽車影音系統(tǒng)而言,為了發(fā)揮出更好的效果和作用,需要克服的一個難題:噪聲。噪聲包括外界環(huán)境因素的干擾,以及系統(tǒng)形成的內(nèi)部噪音影響。所以,有效防止汽車影音系統(tǒng)的噪聲產(chǎn)生,使系統(tǒng)所受的干擾降到最低十分關(guān)鍵,深入探討和分析基于PCB的汽車影音系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)具有重要的意義。

1科學(xué)選用和布置相應(yīng)的元器件

針對汽車的影音系統(tǒng)來說,做好抗干擾工作,首先要選用合適的電子元器件并合理布局元器件。無論是對具有大功率與電流的元器件,還是擁有較弱信號的元器件,在器件選型時,除了考慮器件功能和性能外,還需要結(jié)合不同元器件的特性,進(jìn)行合理配置和選用。通過對抗干擾水平較強(qiáng)的電子元器件予以合理選用,達(dá)到良好的效果。選用光電耦合、選擇性濾波器裝置以及非線性電子元器件,能夠有效發(fā)揮出對干擾信息傳輸?shù)囊种谱饔?。同時以降低汽車影音系統(tǒng)的功耗與發(fā)熱為目的,需要將小功耗的相關(guān)電子元器件作為首選[1],這樣可以獲得良好的抗干擾的成效。設(shè)計(jì)車載影音系統(tǒng)的具體的電路過程當(dāng)中,需要對下述幾個方面的注重。第一,在PCB板的邊緣位置禁止放置電感、IC等相關(guān)的元器件。由于上述元器件較易形成噪音,當(dāng)在PCB邊緣位置放置時,產(chǎn)生的噪音輻射,會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生輻射,直接對系統(tǒng)功能產(chǎn)生一定的影響。第二,針對會產(chǎn)生高速信號的元器件,器件放置時,盡可能避讓易被干擾的信號,并盡量靠近芯片。例如晶振會產(chǎn)生時鐘信號,所以晶振靠近芯片,確保時鐘線最短。如果出現(xiàn)配線很長,便會產(chǎn)生相應(yīng)的噪音輻射。第三,設(shè)計(jì)電路的過程當(dāng)中,應(yīng)該在IC器件的電源、連接器電源端等設(shè)計(jì)噪音的濾波回路。濾波器件需要離IC器件的電源PIN在同一層,確保PIN出來的配線能夠直接連接濾波器件,避免打過孔,并盡可能將濾波器件靠近IC器件的電源PIN,使配線盡可能短。連接器電源端的濾波器件也是一樣。第四,當(dāng)一個產(chǎn)品中包含多個不同模塊的情況,應(yīng)相互之間隔離開來。例如:常見的數(shù)字與模擬、高、低速的電路的情形,需要各自采用獨(dú)立布設(shè)的方式,使不同的模塊處于分開的狀態(tài),之間采用一定的隔離區(qū)隔離,以便規(guī)避不同模塊間存在的彼此干擾的情況[2]。

2關(guān)于PCB板配置和布線設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)PCB板時,需要考慮PCB的大小尺寸、采用幾層板、線寬線徑大小、過孔大小、電源層和地層的分布等等。在確保板子大小較為適合的同時,還應(yīng)該在進(jìn)行基板層數(shù)的選擇過程中,對有關(guān)噪音的因素予以參考。比如,通過對產(chǎn)生噪音很大的元器件的下部位置設(shè)計(jì)成層,能夠保證汽車影音系統(tǒng)相關(guān)電路設(shè)計(jì)的科學(xué)性,并依靠精準(zhǔn)的布線處理,使得系統(tǒng)的整體抗干擾水平獲得增強(qiáng)[3]。關(guān)于汽車影音系統(tǒng)PCB抗干擾電路的設(shè)計(jì)過程中,需要注重下述幾個方面的問題。第一,對于多層板的情況,應(yīng)保證相應(yīng)的層的面積是最大的。通過對層的面積的增大處理,可以使得相應(yīng)的布線阻抗得以下降,并有效降低了噪音的產(chǎn)生幾率。不過如果無法達(dá)到的全層面積化的效果,便需要使所進(jìn)行面積化的布線完成散開的處理任務(wù)。第二,對于晶振的周邊,應(yīng)該運(yùn)用大面積的線完成相應(yīng)的包圍處理,同時需要使得周邊的線和晶振連接的IC相應(yīng)的線保持連接的等電位狀態(tài),同時保證該信號的相關(guān)布線與其他信號配線間的距離保持為0.4mm。此項(xiàng)舉措旨在使得周邊受到的噪聲源發(fā)振電路的噪音影響減小。第三,進(jìn)行IC的PIN與濾波元器件布線處理的時候,需要規(guī)避分支或者過孔的情況,如果出現(xiàn)了過孔、分支的情況,此時的噪聲便可能經(jīng)過分支或者的過孔途徑,向其他的信號配線予以傳輸,由此致使濾波元器件的功能失常[4]。

3合理設(shè)計(jì)接地和屏蔽

為了使電子系統(tǒng)能夠降低噪聲的影響,提升其抗干擾的能力,能夠利用接地的方式予以達(dá)成。將接地點(diǎn)數(shù)作為有效的依據(jù),一般情況下,主要涵蓋了單點(diǎn)、多點(diǎn)以及混合接地等三類不同的形式,而上述不同的接地形式的擇選則以系統(tǒng)運(yùn)作的頻率作為重要的根據(jù)。面對部分頻率低于相應(yīng)的低頻電路,通常以單點(diǎn)的接地形式作為首選;如果頻基于PCB的汽車影音系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)趙艷雯(聯(lián)合汽車電子有限公司,上海201206)摘要:隨著汽車電氣化的日新月異,車載影音系統(tǒng)的應(yīng)用獲得普及,為汽車的行駛增添了更多的功能與樂趣,選擇一個高品質(zhì)的率高于相應(yīng)的高頻電路,通常以多點(diǎn)接地的形式作為首選;如果頻率處于-的范圍內(nèi)的電路的情況下,此時以混合接地的形式作為首選。從當(dāng)前的汽車影音系統(tǒng)的電路應(yīng)用情況來說,其中以數(shù)字電路作為首選,而對于高次諧波的重要性則不容質(zhì)疑,所以涉及PCB基板的過程中,多點(diǎn)與混合接地的兩種形式可謂最為常見的[5]。同時,為了提高汽車影音系統(tǒng)的抗干擾的能力,還可以利用屏蔽的方式,采用科學(xué)的設(shè)計(jì),達(dá)到應(yīng)有的效果,通過運(yùn)用切斷干擾傳輸途徑的方式,達(dá)到降低其它元器部件受到干擾因素的影響的目的,因此設(shè)計(jì)屏蔽的過程中,需要注重下述幾個方面。第一,以使用環(huán)境的各異性作為依據(jù),對屏蔽材料予以科學(xué)選用。面對高頻電場的情況,則需要以銅、鋁、鎂等有關(guān)屏蔽材料作為首選,從而達(dá)到獲取最大的反射效率的目的;而面對低頻磁場的情況,則需要將鐵與鎳鐵等相關(guān)的磁性材料作為首選,從而達(dá)到獲取最大的吸收效率的目的。第二,將相關(guān)電氣設(shè)施導(dǎo)線的差異性作為有效的依據(jù),科學(xué)予以選擇,完成相應(yīng)的屏蔽處理。比如,對于汽車影音系統(tǒng)相應(yīng)的音響導(dǎo)線而言,需要科學(xué)選用屏蔽線,達(dá)到規(guī)避其對相關(guān)電子設(shè)產(chǎn)生干擾的情況;其中GPS天線以及藍(lán)牙同樣應(yīng)該科學(xué)選用屏蔽線,達(dá)到謹(jǐn)防其帶給相關(guān)電子設(shè)施干擾的目的。第三,對于由屏蔽空間所引出來的相應(yīng)導(dǎo)線,則需要配置相應(yīng)的電容器、扼流圈以及去干擾濾波器等設(shè)備,以達(dá)到確保外殼發(fā)揮出屏蔽作用的效果。

4總結(jié)

從論文的闡述和分析當(dāng)中可知,深入探討和分析基于PCB的汽車影音系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)具有重要的意義。本文通過闡述了科學(xué)選用和布置相應(yīng)的元器件,說明了PCB板選用和布線設(shè)置,并分析了接地和屏蔽部分的設(shè)計(jì)。望此次研究的結(jié)果,可以得到相關(guān)人員的重視,并從中獲取一定的幫助,從而有效推動我國基于PCB的汽車影音系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]蔣建華.汽車音響導(dǎo)航系統(tǒng)中DDR高速信號的PCB設(shè)計(jì)方法探索[J].工程技術(shù):文摘版,2016,23(13):00319-00320.

[2]黃建娌.闡述汽車音響導(dǎo)航系統(tǒng)中DDR高速信號的PCB設(shè)計(jì)方法[J].科學(xué)與信息化,2017,30(25):106-110.

[3]羅智慶.汽車影音系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)[J].電子制作,2016,15(17):125-129.

[4]唐幸兒,梁季彝.基于PCB板電磁兼容性設(shè)計(jì)方法的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2016,26(16):118-119.

[5]徐連君.PCB布線抗干擾問題的分析與設(shè)計(jì)[J].科學(xué)與財(cái)富,2016,22(19):113-119.

作者:趙艷雯 單位:聯(lián)合汽車電子有限公司