Interferenzmaßnahmen beim Entwurf von PCB-Leiterplatten

Wenn Sie auf der Suche nach Entstörungsmaßnahmen bei der Entwicklung von Leiterplatten sind, sind Sie hier genau an der richtigen Adresse. Zu diesen Maßnahmen gehören Abschirmung, Erdung, Übertragungsleitungen und Tiefpassfilter. Diese Maßnahmen können dazu beitragen, EMI und Rauschen zu verhindern und die Leistung Ihrer elektronischen Produkte zu verbessern.

Abschirmung

Die Abschirmung ist ein wichtiger Bestandteil des Entwurfsprozesses von Leiterplatten. Sie verhindert, dass elektromagnetische Interferenzen (EMI) die Leiterplatte beeinträchtigen. EMI wird durch elektrische Signale verursacht, die oft eine höhere Frequenz haben als die Leiterplatte selbst. Metallabschirmungen oder Dosen auf der Leiterplatte helfen, diese Art von Interferenz zu blockieren. Die Abschirmung ist ein wichtiger Aspekt des Leiterplattendesigns, unabhängig davon, ob die Leiterplatte für analoge oder digitale Schaltungen ausgelegt ist.

In der Regel besteht das Abschirmungsmaterial aus mehreren Kupferschichten. Diese Kupferschichten sind durch genähte Durchkontaktierungen miteinander verbunden, und die Abschirmungsschicht ist zwischen ihnen eingebettet. Eine massive Kupferschicht bietet eine höhere Abschirmung, während schraffierte Kupferschichten eine Abschirmung bieten, ohne die Flexibilität zu beeinträchtigen.

Abschirmungsmaterialien werden häufig aus Kupfer oder Zinn hergestellt. Diese Metalle sind für die Abschirmung von Schaltungen nützlich, da sie diese vom Rest der Leiterplatte isolieren. Die Abschirmung kann auch die Dicke einer flexiblen Schaltung verändern. Dadurch kann sich die Biegefähigkeit verringern. Die Abschirmungsmaterialien sollten sorgfältig ausgewählt werden, da der Flexibilität einer Leiterplatte gewisse Grenzen gesetzt sind.

Erdung

Die Erdung bei der Entwicklung von Leiterplatten ist wichtig, um die Signalintegrität zu erhalten und EMI zu minimieren. Eine Bezugsmassefläche bietet einen sauberen Rückweg für Signale und schirmt Hochgeschwindigkeitsschaltungen vor EMI ab. Eine ordnungsgemäße Leiterplattenerdung kann auch bei Stromkreisen hilfreich sein. Es gibt jedoch mehrere Faktoren, die beim Entwurf von Leiterplattenschaltungen zu berücksichtigen sind, bevor Sie beginnen.

Isolieren Sie zunächst analoge Massepunkte von der Stromversorgungsebene. Dies kann Spannungsspitzen auf der Stromversorgungsebene verhindern. Verteilen Sie außerdem Entkopplungskondensatoren auf der gesamten Platine. Für digitale Komponenten sollten Sie einen Entkopplungskondensator mit dem gleichen Wert wie die Stromversorgungsebene verwenden. Zweitens: Vermeiden Sie es, die Massefläche auf mehr als eine Lage zu verteilen, da dies den Schleifenbereich vergrößert.

Die Masseflächen sollten nicht zu nahe an den elektronischen Bauteilen liegen. Durch elektromagnetische Induktion (EMI) kommt es zur Kopplung von Signalen, wenn zwei Leiterbahnen zu nahe beieinander liegen. Dieses Phänomen wird als Nebensprechen bezeichnet. Masseflächen sind so konzipiert, dass sie das Übersprechen minimieren und die EMI reduzieren.

Übertragungsleitungen

Übertragungsleitungen sind wichtig für die Gestaltung von Leiterplatten, da sie die Funktionalität der Leiterplatte beeinflussen können. Zu den Eigenschaften einer Übertragungsleitung gehören die charakteristische Impedanz und die Ausbreitungsverzögerung. Wenn diese Parameter nicht kontrolliert werden, können sie Signalreflexionen und elektromagnetisches Rauschen verursachen. Dies mindert die Signalqualität und kann die Integrität der Leiterplatte beeinträchtigen.

Übertragungsleitungen können verschiedene Formen haben, darunter Streifenleitungen und koplanare Wellenleiter. Jede Art von Übertragungsleitung hat eine charakteristische Impedanz, die durch die Breite und Dicke des leitenden Streifens bestimmt wird. Im Gegensatz zu anderen Arten von Übertragungsleitungen benötigen Striplines keine einzige Massefläche, da ihr leitender Streifen zwischen zwei verschiedenen Schichten eingebettet sein kann.

Eine andere Art von Übertragungsleitungen sind Mikrostreifen, die in der Regel auf der äußersten Schicht einer PCB-Leiterplatte verwendet werden. Diese Leiterbahnen haben einen hohen Wellenwiderstand, der sich mit der Frequenz ändert. Dieser Impedanzunterschied führt zu einer Reflexion des Signals, das sich in die entgegengesetzte Richtung ausbreitet. Um diesen Effekt zu vermeiden, muss die Impedanz gleich der Ausgangsimpedanz der Quelle sein.

Tiefpassfilter

Tiefpassfilter werden zum Filtern von Signalen, z. B. Radiowellen, bei niedrigen Frequenzen verwendet. Die Verwendung von Kondensatoren als Tiefpassfilter in einem Leiterplattendesign kann die Leistung einer Schaltung verbessern. Es ist jedoch nicht immer möglich, Rogers 4003 Leiterplattenmaterial zu verwenden, und es ist auch nicht immer auf dem Markt erhältlich.

Ferrite werden häufig als Tiefpassfilter verwendet, aber dieses Material ist anfällig für Sättigung, wenn es Gleichstrom ausgesetzt ist. Daher ist es nicht immer möglich, es als Tiefpasselement zu verwenden, wenn die Impedanz der Schaltung höher ist als die Impedanz des Ferrits.

Löten der Chipkomponenten

Handlöten

Beim Handlöten werden Hitze und Druck auf das Bauteil ausgeübt, um eine feste Verbindung herzustellen. Im Gegensatz zu Wellen- oder Reflow-Lötmaschinen wird das Handlöten von einer Person mit einem Lötkolben und einer Lötstation durchgeführt. Handlöten kann an kleineren Bauteilen oder für Reparaturen und Nacharbeiten durchgeführt werden.

Um mit dem Löten zu beginnen, halten Sie die Spitze des Lötkolbens an den Anschluss oder die Kontaktstelle des Chips. Berühren Sie dann mit der Spitze des Lötdrahtes die Leitung. Erhitzen Sie dann die Leitung und das Lot, bis das Lot fließt. Achten Sie darauf, dass das Lötzinn die gesamte Leitung oder Kontaktstelle bedeckt. Halten Sie die Hitze nicht zu lange auf einer Seite des Chips, um ein Tombstoneing zu vermeiden. Andernfalls fließt das Lot auf die gegenüberliegende Seite zurück.

Das Handlöten ist in der Regel der letzte Schritt bei der Montage von Prototypen. Mit einem Thermaltronics-Lötwerkzeug können Sie feine Details sowohl an durchkontaktierten als auch an oberflächenmontierten Bauteilen fertigstellen. Beim Handlöten ist es am besten, einen temperaturgeregelten Lötkolben zu verwenden. Mit einem nicht temperaturgeregelten Lötkolben lassen sich keine zuverlässigen elektrischen Verbindungen herstellen.

Löten mit Durchgangslöchern

Das Durchstecklöten ist ein Verfahren, bei dem ein Bauteil mit Bleidrähten zusammengesetzt wird. Die Anschlussdrähte werden mit einer Zange, die gegen den Körper des Bauteils gehalten wird, in die Löcher eingeführt. Es ist wichtig, beim Einführen der Drähte in die Durchgangslöcher sanften Druck auf sie auszuüben. Dadurch wird sichergestellt, dass die Leitungen der Chipkomponenten nicht überdehnt werden. Eine übermäßige Dehnung kann die Platzierung anderer Komponenten auf der Leiterplatte beeinträchtigen. Außerdem kann es das Aussehen des gesamten Lötvorgangs beeinträchtigen.

Vor dem Löten ist es wichtig, die Oberfläche des Chip-Bauteils zu reinigen. Zum Reinigen eines Chip-Bauteils können Sie ein 3M Scotch-Brite Pad oder saubere Stahlwolle verwenden. Es ist wichtig, das richtige Lötflussmittel zu verwenden, da wasserlösliche Flussmittel die Leiterplatte oder die durchkontaktierte Komponente oxidieren können.

Bleifreies Löten

Bleifreies Löten ist ein Verfahren, bei dem bleifreies Lot und ein Lötkolben mit höherer Wattzahl verwendet werden. Um eine optimale Leistung zu erzielen, müssen die Löttemperaturen hoch genug sein, um genügend Wärme auf die Chipkomponente zu übertragen. Die erforderliche Temperatur hängt vom Volumen des Bauteils, der thermischen Masse und den Toleranzen der Leiterplatte ab.

Der erste Schritt zum bleifreien Löten ist die Feststellung, ob die Chipkomponenten mit bleifreiem Lot kompatibel sind. Der Prozess ist nicht ohne Komplikationen. Einige Chip-Bauteile sind mit einer Zinn-Blei-Legierung beschichtet, damit sie lötbar sind. Diese Art der Beschichtung verstößt jedoch gegen die Umweltgesetzgebung. Glücklicherweise haben einige Chiphersteller Wege gefunden, bleifreies Lötzinn mit bleihaltigen Komponenten zu verwenden. Dies wird als Abwärtskompatibilität bezeichnet.

Eine andere Möglichkeit, Chipkomponenten bleifrei zu machen, ist die Verwendung von Nickelblei. Nickel-Blei wird schon seit Jahren mit Zinn-Blei-Lot verwendet. Eine weitere Möglichkeit ist Ni-Pd-Au-Lot. Allerdings ist Ni-Pd-Au nicht so benetzbar wie Zinn.

Flussmittel in bleifreiem Lot

Flussmittel ist ein Hilfsmittel, das während des Lötvorgangs verwendet wird. Flussmittel fördert die metallurgische Verbindung zwischen den Chipkomponenten, so dass die Lötstellen bei Belastung nicht brechen oder schwanken. Außerdem entfernt es die Oxidation von der Oberfläche, was die Benetzung, also das Fließen des Lots über die Oberfläche, erleichtert.

Flussmittelrückstände können zu Korrosion und dendritischem Wachstum auf Leiterplatten führen. Nach dem Löten von Chipkomponenten sollten die Rückstände mit einem guten Flussmittelentferner entfernt werden. Die besten Ergebnisse erzielen Sie, wenn Sie die Leiterplatte beim Reinigen schräg halten, damit überschüssiges Lösungsmittel von der Leiterplatte abläuft. Mit einem fusselfreien Tuch oder einer Rosshaarbürste können Sie die Leiterplatte sanft abschrubben.

Flussmittel ist ein wichtiger Bestandteil von bleifreiem Lot. Es reinigt die Metalloberfläche, um eine gute metallurgische Verbindung zu gewährleisten. Schlechte Lötstellen können zu kostspieligen Bauteilausfällen führen. Glücklicherweise ist Flussmittel ein chemisches Reinigungsmittel, das vor dem Löten und während des Prozesses selbst angewendet werden kann.

Reinigung von überschüssigem Lot

Beim Löten von Chip-Bauteilen ist es oft notwendig, überschüssiges Lot von ihnen zu entfernen. Aber es kann schwierig sein, das bereits aufgetragene Lot zu entfernen. Sobald das Lot auf dem Bauteil haftet, wurde es bereits zwei oder drei Mal erhitzt. Bei jedem erneuten Erhitzen verändert sich die physikalische Zusammensetzung des Metalls. Infolgedessen wird das Lot zunehmend spröde. Um dies zu vermeiden, ist es am besten, das alte Lot zu entfernen und durch ein neues zu ersetzen.

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung einer Lötlitze, um überschüssiges Lötzinn von der Chipkomponente zu entfernen. Dazu legen Sie eine Lötlitze über das Bauteil, halten den Lötkolben an die Litze und warten einige Sekunden. Entfernen Sie anschließend die Lötlitze.

6 Grundregeln des PCB-Layouts

Beim PCB-Layout wird eine Schaltung mit mehreren Schichten entworfen. Einige der grundlegenden Regeln des PCB-Designs lauten wie folgt: Vermeiden Sie mehrere Erdungsebenen. Führen Sie die Signale analoger Schaltungen direkt und kurz. Vermeiden Sie die Verwendung von drei verschiedenen Kondensatoren auf einer einzigen Leiterplatte. Lesen Sie auch unsere Artikel über das Design mehrlagiger Leiterplatten und wie man eine mehrlagige Leiterplatte entwirft.

Entwerfen einer mehrlagigen Leiterplatte

Wenn Sie eine mehrlagige Leiterplatte entwerfen, gibt es einige wichtige Dinge, die Sie beachten sollten. Einer davon ist, dass die Kupferleiterbahnen die Signal- und Stromintegrität aufrechterhalten sollten. Ist dies nicht der Fall, können sie die Qualität des Stroms beeinträchtigen. Aus diesem Grund ist es notwendig, Leiterbahnen mit kontrollierter Impedanz zu verwenden. Diese Leiterbahnen sollten dicker als normal sein, um Überhitzung zu vermeiden.

Sobald Sie sich darüber im Klaren sind, was Sie wollen, können Sie mit dem Entwurf der Leiterplatte beginnen. Der erste Schritt beim Entwurf einer mehrlagigen Leiterplatte besteht darin, einen Schaltplan zu erstellen. Dieser dient als Grundlage für Ihr gesamtes Design. Öffnen Sie zunächst ein Schaltplan-Editor-Fenster. Sie können dann nach Bedarf Details hinzufügen und drehen. Achten Sie darauf, dass der Schaltplan genau ist.

Erstellen einer einzigen Grundplatte

Die Schaffung einer einzigen Massefläche auf einem Leiterplattenlayout hilft, die Menge an ungleichmäßigen Spannungen auf einer Leiterplatte zu reduzieren. Dies wird durch die Schaffung von Durchkontaktierungen oder Durchgangslöchern erreicht, um die Massefläche mit anderen Teilen der Leiterplatte zu verbinden. Dies trägt auch dazu bei, das durch Schwankungen des Rückstroms verursachte Rauschen zu reduzieren.

Bei der Festlegung einer Massefläche auf einer Leiterplatte ist unbedingt darauf zu achten, dass die Massefläche nicht mit leitenden Ringen bedeckt ist, da dies zu elektromagnetischen Störungen oder sogar Masseschleifen führen kann. Idealerweise sollte sich die Massefläche unter den elektronischen Bauteilen befinden. Möglicherweise müssen einige Leiterbahnen und Bauteile neu angeordnet werden, damit sie auf die Massefläche passen.

Analoge Schaltsignale direkt und kurz halten

Bei der Umsetzung eines PCB-Layouts für analoge Schaltungen ist es wichtig, die analogen Signalbahnen kurz und direkt zu halten. Außerdem müssen die analogen Komponenten nahe beieinander liegen, was die direkte Verlegung vereinfacht. Rauschende analoge Komponenten in der Nähe der Mitte der Leiterplatte zu platzieren, trägt ebenfalls zur Rauschreduzierung bei.

Die Entwickler sollten nicht nur darauf achten, dass die Signale der analogen Schaltungen direkt und kurz sind, sondern auch darauf, dass die Rückwege nicht behindert werden. Plane Splits, Vias, Schlitze und Ausschnitte können Rauschen verursachen, da das analoge Signal den kürzesten Weg zurück zu seinem Ursprung sucht. Infolgedessen kann das Signal in der Nähe der Grundplatte wandern und erhebliches Rauschen erzeugen.

Vermeidung von drei verschiedenen Kondensatoren

Beim Entwurf eines PCB-Layouts ist es am besten zu vermeiden, drei verschiedene Kondensatoren an den Stromanschlüssen anzubringen. Diese Anordnung kann zu mehr Problemen führen, als sie löst. Eine Möglichkeit, drei verschiedene Kondensatoren zu vermeiden, ist die Verwendung von Leiterbahnen und Füllkörpern. Platzieren Sie die Kondensatoren dann so nah wie möglich an den Pins des Geräts.

Dies ist jedoch nicht immer möglich, da der Abstand zwischen den Leiterbahnen nicht immer dem entspricht, der in der Entwurfsphase berechnet wurde. Dies ist ein häufiges Problem, das zu Schwierigkeiten bei der Montage führen kann. Denken Sie bei Ihren Überlegungen zur Platzierung daran, dass die Platzierung jeder Komponente entscheidend für ihre Funktionalität ist.

Verwendung der Versorgungsschicht Kupfer

Die Verwendung von Versorgungslagenkupfer im Leiterplattenlayout erfordert eine gute Planung. In diesem Teil der Leiterplatte müssen Sie einen bestimmten Bereich der Leiterplatte für das Stromversorgungsnetz reservieren. Sie können auch die Innenlagenaufteilung verwenden, um diesen Bereich zuzuweisen. Um diese Ebene hinzuzufügen, sollten Sie den Befehl "PLACE-SPLIT PLANE" verwenden und dann das Netz auswählen, das für die Teilung zugewiesen werden soll. Sobald Sie den Bereich für die Versorgungslage zugewiesen haben, können Sie das Kupfer mit Hilfe der Kupferpflastertechnik im Splitbereich platzieren.

Um eine gleichmäßige Kupferabdeckung zu erreichen, müssen Sie nicht nur sicherstellen, dass die Dicke der Leiterplatte mit dem Kern kompatibel ist. Die Verwendung der Symmetrie der Stromversorgungsebene allein garantiert keine perfekte Kupferabdeckung, da das Kupfer in diesem Teil beim Konturenfräsen reißt. Kupfer bis zum Rand der Leiterplatte ist auch nicht mit der Ritztechnik (V-Schnitt) kompatibel. Um dieses Problem zu vermeiden, wird empfohlen, die Kupferzone auf der mechanischen Ebene zu markieren, und zwar mit einer Mindestbreite von 0,5 mm.

Verwendung einer Liste von Richtlinien zur Platzierung von Bauteilen auf einer Leiterplatte

Die Verwendung einer Liste von Richtlinien für die Platzierung eines Bauteils auf einer Leiterplatte kann dazu beitragen, die Gesamtkosten für die Entwicklung eines neuen Produkts zu minimieren und den Produktentwicklungszyklus zu verkürzen. Diese Richtlinien helfen auch, einen reibungslosen Übergang vom Prototyp zur Produktion zu gewährleisten. Diese Richtlinien sind sowohl für analoge als auch für digitale Schaltungen anwendbar.

Die meisten Leiterplattendesigner befolgen beim Entwurf einer Leiterplatte eine Reihe von Richtlinien. Eine typische Regel für das Leiterplattendesign besteht beispielsweise darin, die Länge der digitalen Taktspuren zu minimieren. Viele Designer verstehen jedoch nicht ganz, was sich hinter diesen Richtlinien verbirgt. Unter anderem dürfen Hochgeschwindigkeitsbahnen keine Lücken in der Signalrückführungsebene kreuzen.

EMI-Verschlechterung nach dem Befüllen einer Bewässerungspumpe

Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, die EMI-Verschlechterung nach dem Befüllen einer Bewässerungspumpe zu analysieren: Strahlung und Leitung. Die EMI-Verschlechterung nach dem Befüllen hängt von der Art des Klebstoffs und der Art und Weise ab, wie der Erdungsprozess am Eingang durchgeführt wird. Die EMI-Verschlechterung wird durch Ethanol und Wasser verschlimmert.

EMI-Verschlechterung nach der Befüllung

Die EMI-Verschlechterung nach dem Befüllen von Netzteilen wird oft als "Fülleffekt" bezeichnet, der den Verlust der EMI-Empfindlichkeit nach dem Befüllen eines Netzteils beschreibt. Die Verschlechterung ist eine Kombination aus Strahlung und Leitung. Der "Fülleffekt" tritt auf, weil die Materialien, aus denen das Netzteil besteht, eine Reihe von Veränderungen durchlaufen. Einige dieser Veränderungen können unerwünscht sein, während andere vorteilhaft sein können.

Unerwünschte elektromagnetische Energie (EMI) ist Strahlung, die sich durch induktive und kapazitive Kopplung im Raum ausbreitet. Diese unerwünschte Energie ist schädlich für elektronische Geräte und beeinträchtigt deren Funktionsfähigkeit. Diese Strahlung ist nicht leitend, d. h., das Signal wird nicht durch das Metall oder ein anderes Material geleitet. Wenn das Signal eine lange Strecke zurücklegt, breitet es sich in Form einer Welle aus. In der Ferne wird die Welle durch das Strahlungsfeld dominiert, während in der Nähe der Oberfläche das Induktionsfeld dominiert. Nicht-ionisierende Strahlung hingegen ionisiert die Gase nicht und wirkt sich nicht auf elektronische Geräte aus. Beispiele für nicht-ionisierende Strahlung sind Hochfrequenz, Mikrowellen, Infrarot und sichtbares Licht.

Statische Elektrizität ist eine weitere EMI-Quelle. Obwohl es schwierig ist, die Quelle dieses Rauschens zu identifizieren, kann es von natürlichen Quellen wie Blitzen herrühren. EMI beeinträchtigt nicht nur die Leistung elektronischer Geräte, sondern kann in vielen Systemen auch Sicherheitsprobleme verursachen. Die häufigste Ursache von EMI ist die elektrostatische Entladung. Nichttechniker erkennen diese Art von Rauschen als statisches Rauschen im Radio, verzerrten Fernsehempfang und Knacken in Audiosystemen.

EMI-Verschlechterung nach Befüllung mit Wasser

Die EMI-Verschlechterung nach dem Befüllen mit Wasser nach dem Umschalten der Stromversorgung lässt sich in zwei Arten einteilen: Strahlung und Leitung. Die EMI-Verschlechterung nach dem Befüllen mit Wasser wird in der Regel durch Änderungen der Temperatur der Eingangserde und des leitfähigen Materials verursacht, das zur Herstellung des mit Wasser gefüllten Kondensators verwendet wird. Zu den leitenden Materialien gehören Aluminium- und Kupferfasern, die die höchste intrinsische elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die Oberfläche dieser Fasern ist jedoch anfällig für Oxidation, was die Leitfähigkeit der Bauteile beeinträchtigen kann. Außerdem bieten einige skrupellose Händler möglicherweise keine konsistenten Produkte an.

EMI kann die Sicherheit und Leistung von Elektrogeräten beeinträchtigen. Diese unerwünschten Signale können den Funkverkehr stören und Fehlfunktionen in benachbarten Geräten verursachen. Daher ist die EMI-Abschirmung eine wesentliche Voraussetzung für elektronische Geräte. Für die EMI-Abschirmung werden verschiedene Methoden und Materialien verwendet. Nachfolgend sind einige von ihnen aufgeführt:

Kontinuierliche Kohlefaserverbundwerkstoffe weisen einen besseren EMI-SE auf und sind besser leitfähig als ihre diskontinuierlichen Gegenstücke. Ein kontinuierlicher Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoff mit einer Kohlenstoffmatrix weist einen EMI-SE von 124 dB auf. Andererseits verringern diskontinuierliche Kohlenstofffasern den SE-Wert der Verbundwerkstoffe erheblich.

Schaltnetzteile haben sich im Hinblick auf den Wirkungsgrad gegenüber linearen Reglern verbessert, führen aber immer noch diskontinuierliche Ströme ein, die sich negativ auf die Zuverlässigkeit des Systems auswirken können. Die EMI-Analyse ist für leitfähiges Rauschen einfacher durchzuführen als für abgestrahltes Rauschen. Das leitungsgebundene Rauschen kann mit Standard-Schaltungsanalyseverfahren bewertet werden.

EMI-Verschlechterung nach Befüllung mit Ethanol

Elektromagnetische Störungen (EMI) können elektronische Bauteile und Geräte auf vielfältige Weise beeinträchtigen. Wenn beispielsweise ein Kondensator einer Spannungsspitze ausgesetzt ist, die höher ist als seine Nennspannung, kann er eine diolektrische Degradation erleiden. Diese Degeneration kann je nach den Eigenschaften des Bauteils zu Fehlfunktionen oder Verbrennungen führen.

Elektromagnetische Störungen sind ein häufiges Problem in der modernen Technik. Sie verursachen Fehlfunktionen von elektronischen Geräten und können zu Schäden an Kommunikationssystemen führen. Diese Störungen werden durch eine Vielzahl von Quellen verursacht, darunter Funken von Motorbürsten, Stromkreisschaltern, induktiven und ohmschen Lasten, Relais und Stromkreisunterbrechungen. Selbst die geringste Menge an EMI kann die Leistung eines elektronischen Geräts beeinträchtigen und seine Sicherheit beeinträchtigen. Die häufigste EMI-Quelle ist die elektrostatische Entladung (ESD), die vielen Menschen als statische Störungen bei Radiosendern, verzerrter Fernsehempfang und Knackgeräusche in Audiosystemen bekannt ist.

EMI kann auch durch Schaltnetzteile erzeugt werden. Diese Stromversorgungen sind starke EMI-Quellen und müssen sorgfältig kontrolliert werden. Es ist von entscheidender Bedeutung, das Ausgangsrauschen dieser Stromversorgungen zu quantifizieren, um das EMI-Risiko zu verringern. Dies ist ein zeitaufwändiger und teurer Prozess.

Wie man mit ein paar Widerständen die Genauigkeit eines Multimeters verbessert

Um die Genauigkeit Ihres Multimeters zu verbessern, können Sie einige Widerstände und Bauteile verwenden. Sie sollten so gehalten werden, dass sie in Kontakt mit den Messfühlern des Multimeters bleiben. Berühren Sie die Widerstände oder Bauteile nicht mit den Händen, da dies zu ungenauen Messwerten führt. Um dieses Problem zu vermeiden, befestigen Sie die Bauteile auf einem Steckbrett oder verwenden Sie Krokodilklemmen, um sie zu fixieren.

Verwendung von Shunt-Widerständen

Der Widerstandswert eines Shunt-Widerstands wird in Mikro-Ohm angegeben. Der Widerstand eines Shunt-Widerstands ist in der Regel sehr klein. Die Verwendung dieses Widerstandstyps verbessert die Genauigkeit des Multimeters, da es keine unerwünschten Effekte durch den Leitungswiderstand gibt. Es ist jedoch wichtig, ihn mit einem Kelvin-Anschluss zu verwenden, da der Widerstand von Shunt-Widerständen dazu neigt, mit der Umgebungstemperatur zu schwanken.

Multimeter reagieren empfindlich auf die Lastspannung, so dass die Bediener auf die Lastspannung und die Auflösung achten müssen. Eine unregelmäßige Prüfung kann zu unerwarteten Produktausfällen führen. Shunt-Widerstände verbessern die Genauigkeit des Multimeters, indem sie eine zusätzliche Auflösung bieten. Dies ist besonders bei Tischmultimetern nützlich, die Messungen im vollen Maßstab durchführen können.

Einstellung des richtigen Bereichs bei einem Analogmultimeter

Um den richtigen Messbereich bei einem Analogmultimeter einzustellen, stellen Sie zunächst die Ohm-Einheit auf den niedrigsten Wert ein. Im Allgemeinen sollte der Widerstandswert zwischen 860 und 880 Ohm liegen. Alternativ können Sie zum Lernen und Üben auch den niedrigeren Widerstandsbereich von 200 Ohm verwenden.

Ein Multimeter mit manuellem Messbereich verfügt über einen Drehknopf mit vielen Auswahlmöglichkeiten. Diese sind in der Regel mit metrischen Präfixen gekennzeichnet. Multimeter mit automatischem Messbereich hingegen werden automatisch auf den entsprechenden Bereich eingestellt. Darüber hinaus verfügen sie über eine spezielle "Logik"-Testfunktion zur Messung digitaler Schaltungen. Für diese Funktion wird die rote (+) Leitung an die Anode und die schwarze (-) Leitung an die Kathode angeschlossen.

Es mag entmutigend erscheinen, den Messbereich eines Analogmultimeters einzustellen, vor allem, wenn Sie noch nie eines benutzt haben. Diese Aufgabe ist jedoch erstaunlich einfach und kann mit ein paar Widerständen erledigt werden. Solange Sie die verschiedenen Messbereiche kennen, werden Sie mit dieser Aufgabe erfolgreicher sein.

Verwendung von Präzisionsstrommesswiderständen

Die Genauigkeit eines Multimeters kann durch den Einsatz von Präzisionsstrommesswiderständen verbessert werden. Diese Bauteile können in verschiedenen Ausführungen erworben werden. Sie sind nützlich für Anwendungen, bei denen die korrekte Menge des in eine Batterie einfließenden und aus ihr austretenden Stroms erforderlich ist. Sie sind auch hilfreich für Anwendungen, bei denen die Temperaturempfindlichkeit ein Problem darstellt.

Die optimale Grundfläche ist C, mit einem erwarteten Messfehler von 1%. Die empfohlenen Abmessungen der Grundfläche sind in Abbildung 6 dargestellt. Die Verlegung der Sensorleitung spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Messgenauigkeit. Die höchste Genauigkeit wird erreicht, wenn die Messspannung an der Kante des Widerstands gemessen wird.

Ein stromempfindlicher Widerstand ist ein Widerstand mit geringem Wert, der den Stromfluss erkennt und in eine Ausgangsspannung umwandelt. Er hat in der Regel einen sehr niedrigen Widerstand und minimiert daher den Leistungsverlust und den Spannungsabfall. Sein Widerstandswert liegt normalerweise auf der Milliohm-Skala. Diese Art von Widerstand ähnelt den normalen elektrischen Widerständen, ist aber für die Echtzeitmessung des Stroms ausgelegt.

Berühren des Widerstands oder der Sonde mit den Fingern

Multimeter haben auch eine spezielle Funktion, die den Plus- und Minuspol einer Batterie oder eines Netzteils erkennt. Wenn Sie die Multimetersonde einige Sekunden lang an die Leitung halten, können Sie feststellen, ob der Strom, der durch sie fließt, positiv oder negativ ist. Der rote Messfühler wird an den positiven Batteriepol oder das Pluskabel angeschlossen.

Wenn Sie ein Multimeter zur Widerstandsmessung verwenden, sollten Sie darauf achten, dass der Stromkreis nicht eingeschaltet ist. Andernfalls können Sie ungenaue Messwerte erhalten. Denken Sie daran, dass der Widerstand nicht so wichtig ist wie das Wissen, wie man ihn misst. Außerdem kann der Strom, der im Stromkreis fließt, das Multimeter beschädigen.

Prüfung der Durchgängigkeit zwischen Bohrungen auf einer Lochrasterplatine

Bevor Sie den Widerstand zwischen den Löchern auf einer Lochrasterplatine messen, sollten Sie zunächst die Konnektivität der Lochrasterplatine überprüfen. Die Testmethode wird als Durchgangsprüfung bezeichnet und ist eine einfache Methode, um festzustellen, ob zwei Verbindungen kompatibel sind. Die Lochrasterplatine hat Löcher, unter denen sich jeweils eine Federklemme aus Metall befindet. Schließen Sie die Messfühler Ihres Multimeters an diese beiden Punkte an. Wenn Sie Probleme haben, einen leitenden Pfad zwischen diesen Punkten zu finden, bringen Sie einige Widerstände zwischen dem Breadboard und dem Multimeter an.

Wenn Sie ein Multimeter mit programmierbarer Funktion verwenden, können Sie die Genauigkeit erhöhen, indem Sie den Durchgang zwischen einigen Löchern auf einmal testen. Stecken Sie dazu die Messfühler in die "+"- und "-"-Spalten der Lochrasterplatine und messen Sie dann den Widerstand zwischen ihnen. Wenn der Widerstand unendlich ist, sind die beiden Reihen nicht miteinander verbunden.