【導讀】在(zai)本(ben)係(xi)列(lie)文(wen)章(zhang)中(zhong)，我(wo)們(men)研(yan)究(jiu)了(le)噪(zao)聲(sheng)以(yi)及(ji)它(ta)如(ru)何(he)幹(gan)擾(rao)基(ji)於(yu)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)係(xi)統(tong)的(de)操(cao)作(zuo)。本(ben)篇(pian)作(zuo)為(wei)係(xi)列(lie)內(nei)容(rong)的(de)最(zui)後(hou)一(yi)篇(pian)，我(wo)們(men)將(jiang)看(kan)看(kan)一(yi)些(xie)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)減(jian)少(shao)噪(zao)音(yin)影(ying)響(xiang)的(de)“規則”。

我們可以使用一些黃金法則來最小化設計中的EMC。

● 保護內存/時鍾走線免受其他信號的影響

● 考慮對外部連接進行濾波和/或緩衝

● 始終將高頻Vcc/Vss旁路電容靠近設備

● Vcc/Vss一直並聯走線並盡可能靠近，以最大限度地減少電流環路

● 嚐試在PCB上使用並行信號/返回走線，特別是對於快速信號或承載大電流的走線

● 考慮使用多層線路板
，配備專用並且是完整沒有被分割的Vcc/Vss層

● 不要使用高於要求的頻率
，這不僅有利於最小化噪音，而且有利於功耗

讓我們更詳細地看一下其中的一些細節。

圖1

我(wo)們(men)應(ying)該(gai)盡(jin)量(liang)保(bao)持(chi)電(dian)源(yuan)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)麵(mian)積(ji)盡(jin)可(ke)能(neng)小(xiao)，以(yi)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)潛(qian)在(zai)的(de)天(tian)線(xian)。我(wo)們(men)還(hai)應(ying)該(gai)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)流(liu)向(xiang)該(gai)天(tian)線(xian)的(de)電(dian)流(liu)，以(yi)將(jiang)任(ren)何(he)輻(fu)射(she)噪(zao)聲(sheng)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)。

係統電源通常是係統中最大的內部噪聲源之一。因此，使用旁路電容和EMI濾波器設計有效的供電係統就非常重要。我們應該保持PCB上電源走線之間的天線方向圖區域盡可能小，以便將周圍的電流環路麵積（S0，S1，S2）減小到最小。最有效的方法是對Vcc和Vss線路使用平行走線。

通過電源線連接到每個IC的旁路電容將顯著降低噪聲，我們應該盡量使這些電容盡可能靠近每個芯片。通常，最有效的電容值為0.01μF~0.1μF。在特定的噪聲係統中，可以嚐試使用不同值的電容組合來改善噪聲性能。

並且由於各類旁路電容的高頻特性不同，請根據噪聲頻率範圍選擇最合適、阻抗最低的電容。對於大多數微控製器，陶瓷電容和鉭電容通常是合適的。PCB電源輸入端一般使用電解電容進行濾波。

我們應該盡量減少設備之間的走線數量
，並使每條走線的長度盡可能短。MCU和其他設備之間的走線就像天線一樣，會產生噪聲。可以多考慮使用串行總線（如I2C或SPI）與外部設備通信，而不是並行總線通信，這樣可以最大限度地降低噪聲，並且通常還可以最大程度地降低功耗和PCB空間。對於典型的高頻連接
，請確保走線簡短。

對於在設計中承載大電流的走線需要特別小心
，不要在振蕩器附近以及其他引腳（例如模式或複位引腳）附近放置大電流走線
，這些引腳很容易受到噪聲的幹擾。

我們在上一篇文章中已經談到了振蕩器電路
，這是一個需要重點注意的特殊領域，特別是如果您的設計使用低功耗32KHz晶(jing)體(ti)實(shi)現(xian)低(di)功(gong)耗(hao)操(cao)作(zuo)。圍(wei)繞(rao)振(zhen)蕩(dang)器(qi)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)的(de)最(zui)重(zhong)要(yao)點(dian)是(shi)遵(zun)循(xun)硬(ying)件(jian)手(shou)冊(ce)中(zhong)的(de)振(zhen)蕩(dang)器(qi)電(dian)路(lu)布(bu)局(ju)
，並(bing)遵(zun)循(xun)振(zhen)蕩(dang)器(qi)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)電(dian)路(lu)建(jian)議(yi)
，並(bing)利(li)用(yong)他(ta)們(men)的(de)振(zhen)蕩(dang)器(qi)規(gui)格(ge)服(fu)務(wu)（如果他們提供此服務）（特別是對於32KHz振蕩器設計）。其他關鍵建議包括不允許其他信號線穿過振蕩器走線，因為這會導致串擾。同時使信號和電源走線盡可能遠離振蕩器
，並且不要在MCU引腳之間接地。

微控製器係統的其他良好布局實踐還包括：

● 盡可能對Vcc/Vss使用寬走線和短走線。

● 降低電源電路的阻抗將減少感性噪聲問題。

● 盡可能使用Vss/Vcc平麵
，在較高頻率（通常>4MHz）下
，返回電流盡可能接近信號路徑，因此，應仔細規劃信號返回路徑，特別是對於大電流信號。

● 不要斷開接地層，因為這會增加信號路徑阻抗。

● 考慮在I/O引腳上使用限流電阻。

瑞薩電子在RA係列微控製器內部使用了非常多的設計技術，以最大限度地減少外部噪聲引起的問題。我們通常使用諸如與外設總線分離的CPU總線（帶內存）等技術，這可以最大限度地減少CPU操作的幹擾
，分布式時鍾係統和每個外設上的模塊停止功能。我們同時還對一些更敏感的輸入（如複位
、振蕩器輸入等）使用片上噪聲濾波，並優化I/O緩衝器和電源設計等。

youyuwomenshiyonglexianjindegongyijishu
，gezhonggongnengmokuaidejichengyeyouzhuyutigaokekaoxing，congerjiangdileduizhendangqihedianyuanguanlishebeidengwaibudianludexuqiu。pianshangzhendangqi、POR/LVD（低電壓管理）和看門狗定時器在片上的實現可以大大減少外部噪聲進入芯片的可能區域。

圖2

微控製器上的軟件功能也可用於提高整體係統對噪聲影響的抗擾度。正確使用看門狗定時器可以從EMI引起的係統崩潰中恢複應用程序。當今的許多RA微控製器都有兩個看門狗定時器，一個時鍾來從主時鍾係統，另一個時鍾來自從專用片上振蕩器，這就是獨立看門狗定時器（IWDT）。正確使用兩個看門狗定時器允許用戶即使在傳統看門狗可能無法使用的低功耗模式下也能保持看門狗的工作。

應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)本(ben)身(shen)也(ye)可(ke)用(yong)於(yu)監(jian)視(shi)其(qi)自(zi)身(shen)的(de)進(jin)度(du)
，並(bing)發(fa)現(xian)是(shi)否(fou)發(fa)生(sheng)任(ren)何(he)不(bu)可(ke)預(yu)見(jian)的(de)操(cao)作(zuo)。即(ji)使(shi)具(ju)有(you)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)設(she)計(ji)特(te)征(zheng)和(he)技(ji)術(shu)，在(zai)噪(zao)聲(sheng)進(jin)入(ru)芯(xin)片(pian)並(bing)幹(gan)擾(rao)其(qi)運(yun)行(xing)之(zhi)前(qian)消(xiao)除(chu)噪(zao)聲(sheng)始(shi)終(zhong)是(shi)保(bao)持(chi)安(an)全(quan)操(cao)作(zuo)的(de)最(zui)可(ke)靠(kao)方(fang)法(fa)。

xiwangzheyixiliewenzhangnenggouweinintigongyixiexiangfaheyixiesikao
，guanyuweikongzhiqixitongzhongdezaosheng，womenkeyitaolundehaiyouhenduo
，womenmeiyoukaolvzhurubutongleixingdianlanzhongdezaoshenghuobaohudianludeshiyongdenglingyu，liruTransil
、Transorb、Mosorb...但dan我wo希xi望wang您nin已yi經jing發fa現xian這zhe個ge關guan於yu微wei控kong製zhi器qi係xi統tong中zhong噪zao聲sheng的de簡jian短duan討tao論lun有you用yong。您nin可ke以yi在zai瑞rui薩sa電dian子zi官guan網wang上shang找zhao到dao有you關guan瑞rui薩sa電dian子zi微wei控kong製zhi器qi的de更geng多duo信xin息xi及ji其qi噪zao聲sheng性xing能neng信xin息xi
，以yi及ji有you關guan噪zao聲sheng問wen題ti的de其qi他ta支zhi持chi文wen檔dang。

作者：Graeme Clark，Jackie Chen

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